HỆ THỐNG rửa XE tự ĐỘNG DÙNG PLC s7 1200

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
KHOA CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA

ĐỒ ÁN MƠN HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA

Đề tài:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG RỬA XE
TỰ ĐỘNG
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Như Thanh Phong

Lớp

: TĐH-K15A

Giáo viên hướng dẫn

: TS Lê Văn Chung


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay số lượng các phương tiện giao thông mà cụ thể là ô tô và xe máy
ngày càng tăng cao theo từng năm. Chính vì vậy mà nhu cầu phun rửa cũng ngày
càng lớn đặc biệt là tại các thành phố với mật độ dân cư đông đúc.
Do đó, những tiệm rửa xe có quy mơ lớn với tần suất xe ra vào cao đã lựa
chọn đầu tư vào những hệ thống rửa xe ô tô thông minh để có thể đáp ứng được

nhu cầu làm sạch xe của khách hàng.
Hệ thống gồm có các loại máy móc khác nhau giúp rút ngắn q trình xịt rửa
xe xuống cịn 5 – 10 phút thay vì 20 – 30 phút như quá trình rửa xe bằng máy rửa
xe cáo áp thông thường. Đối với những vị khách luôn bận bịu, bị giới hạn thời gian
thì đây là lựa chọn không thể hợp lý hơn.
Mỗi một hệ thống phun rửa thông minh này chúng ta chỉ cần từ 1 – 2 người
để vận hành, kiểm soát cũng như xử lý các sự cố phát sinh là đủ. Nhờ đó mà chi
phí cho việc th nhân cơng sẽ được giảm đáng kể. Vì vậy, những nhà đầu tư muốn
mở rộng kinh doanh, tăng tính chuyên nghiệp của cửa hàng, nâng cao hiệu suất làm
việc và tiết kiệm chi phí vận hành đều khá quan tâm tới việc trang bị một hệ thống
rửa xe tự động.
Sự chuyên nghiệp, tiện lợi cũng như đặc tính “mới lạ” sẽ ln thu hút được
khách hàng. Nhờ đó mà những hệ thống rửa xe ơ tô thông minh luôn thu hút được
đông đảo khách hàng, dễ thu hồi vốn, nhanh chóng mang lại lợi nhuận.
Vì vậy nhóm em lựa chọn đề tài : “Thiết kế hệ thống giám sát rửa xe tự
động” làm đề tài báo cáo môn học.
Trong thời gian thực hiện đề tài nhóm em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ
nhiệt tình của thầy giáo TS Lê Văn Chung và các thầy cô giáo trong khoa để em
thực hiện tốt đề tài này. Tuy nhiên do kiến thức, kinh nghiệm chưa được hồn
chỉnh nên cịn có một số thiếu sót trong quá trình thực hiện đề tài , mong được sự
chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cơ giáo và bạn đọc quan tâm đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn!


Nội dung đề tài gồm :
Chương 1 : Tổng quan về hệ thống rửa xe tự động
Chương 2: Tổng quan về PLC S7-1200 và phần mềm lập trình, thiết kế giao diện
TIA V14.
Chương 3 : Thiết kế chương trình điều khiển và giao diện giám sát.
Chương 4 : Kết quả đạt được và kết luận

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2020

Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
1. Dây chuyền rửa xe tự động là gì?
Dây chuyền máy rửa xe tự động là loại hình khác với rửa xe truyền thống,
khơng cần sử dụng sức người. Ở dây chuyền hoạt động mọi công đoạn rửa xe từ xịt
nước, phun bọt tuyết, đánh rửa, xì khơ đều được máy móc thực hiện.
Vì thế, không cần dùng đến nhiều nhân lực, mỗi tiệm chỉ cần 1-2 nhân lực
kiểm sốt q trình vận hành của dây chuyền, xử lý nếu có sự cố.
Rửa xe bằng hệ thống tự động, thời gian rửa một chiếc xe cũng được rút
ngắn hơn nhiều lần so với việc xịt rửa thông thường.
Mở tiệm rửa xe tự động, ứng dụng công nghệ này vào không chỉ giúp khách
hàng cảm nhận được tính tiện lợi, nhanh chóng mà cịn giúp tiệm rửa xe thu hút


được nhiều khách hàng hơn, các hoạt động rửa xe diễn ra liên tục, nâng cao hiệu
quả kinh doanh.

Hình 1.1: Dây chuyền rửa xe tự động

Ưu điểm của hệ thống rửa xe tự động:
Hiệu suất lao động cao
So với hình thức truyền thống, mọi công đoạn rửa xe từ việc rửa bọt tuyết,
xịt rửa… đểu sử dụng sức người, tốn tối thiểu 20 phút mới xong 1 xe. Còn rửa xe
tự động thì khơng tốn sức người mà thời gian chỉ khoảng 5 – 7 phút/ 1 xe.
Đảm bảo chất lượng và an toàn cho xe
Sử dụng máy rửa xe tự động thì chất lượng rửa xe đồng đều, đảm bảo hơn.
Khắc phục một số yếu điểm so với phương pháp truyền thống như nhân công, thời
gian, thời tiết…

Tiết kiệm được chi phí về nhân lực
Ứng dụng máy rửa xe tự động, các tiệm rửa xe sẽ tiết kiệm được chi phí thuê
nhân lực hàng tháng. Thời gian rửa xe nhanh chóng, tiết kiệm điện, tiết kiệm nước.
2. Các thiết bị trong hệ thống:


2.1. Áp- tơ- mát:
Áp-tơ-mát, cịn gọi là máy ngẳt tự động hay CB, là loại khí cụ điện dùng để
ngắt tự động các mạch điện một chiều và xoay chiêu khi xảy ra quá tải, ngắn mạch,
sụt áp,... Chúng cũng được dùng để đóng ngắt khơng thường xun các mạch đỉện
trong điều kiện làm việc bình thường.
Áp-tơ-mát được dùng trong các thiết bị điện xoay chiều có điện áp tới 500V,
trong các thiết bị điện một chiều điện áp tới 3300V.
Trong những năm gần đây, các thiết bị điện của máy cơng cụ đã sử dụng
rộng rãi loại khí cụ này, vì nó đảm bảo được độ chính xác cao vê dịng điện và điện
áp cần ngắt, đồng thời nó có thể thay thế chức năng của cầu dao vả cầu chảy để
bảo vệ và đóng ngắt mạch điện.

Hình 1.2: Cấu tạo áp tô mát
Sơ đồ áp to mát
1:Nam châm
6:Tiếp điểm

2:Nắp

3:Then

4:Địn

5:Lị

xo

2.2. Cầu chì:
Cầu chì là khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị điện và lưới điện khi có sự cố
quá tải hay ngắn mạch xảy ra, cấu tạo của cầu chảy gồm vỏ, nắp và dây chảy.
Trong đó, dâỵ chảy đóng vai trị quan trọng nhất trong cầu chì. Dây chảy thường
làm bằng các chất liệu có độ nóng chảy thấp như chì, kẽm, đơng,... Tùy theo điều
kiện làm việc và dòng điện trong mạch lớn hay nhỏ mà dây chảy có thể làm
bằng .những vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao và thiết dỉện phù hợp.


Hình 1.3: Đặc tính dây chảy của cầu chì
Dịng điện qua dây chảy càng lớn, thời gian chảy đứt càng nhỏ, đường cong
2 là đường đặc tính của đối tượng cần bảo vệ. Để cầu chì bảo vệ đối tượng nào thì
đường cong 1 phải nằm dưới đặc tính đường cong 2.

2.3.Rơ le nhiệt:
Rơ le nhiệt là loại khí cụ điện làm việc trên cơ sở tác dụng nhiệt của dịng
điện. Phần tử cảm nhiệt có thể dùng nhiều loại khác nhau nhưng thường dùng hơn
cả trong thiết bị điện là tấm kim loại kép có hệ số nở nhiệt khác nhau.
Các tấm kim loại thường làm từ hai kim loại ghép lại với nhau bằng phương
pháp hàn hoặc cán nóng. Hai kim loại có hệ số nở nhiệt khác nhau thường dùng là
đồng thau và inva. Khi bị nung nóng, tấm kim loại kép sẽ bị uốn cong về phía tấm
kim loại có hệ số nở nhiệt bé hơn.

Hình 1.4: Sơ đồ rơ le nhiệt
1:Bộ làm nóng
2:Tấm kim loại kép

3:Cần
4:Tay địn
5:Tiếp điểm
6:Cần gạt
2.4. Cơng tắc tơ:
Cơng tắc tơ là loại khí cụ điện điều khiển xa dùng để đóng mở thường xuyên
các mạch điện động lực.

Hình 1.5: Sơ đồ kết cấu contactor
Khi cấp nguồn điện cho công tắc tơ, cuộn dây điện từ sẽ từ hóa lõi sắt thành
nam châm điện và hút phần ứng di động. Phần ứng di động đi lên phía trên mang
các tiếp điểm di động di chuyển tiếp xúc với các tiếp điểm cố định làm đóng mạch
điện và dịng điện đi từ Li sang Ti và lò xo tác dụng ép chặt các tiếp điểm vào
nhau. Khi thôi cấp nguồn điện cho công tắc tơ, cuộn dây điện từ mất nguồn, phần
ứng trở về vị trí cũ mang các tiếp điểm động trở về vị trí ban đầu, ngắt điện chạy từ
Li sang Ti.
2.5. Khởi động từ:


Hình 1.6: Khởi động từ
Khởi động từ là loại khí cụ điện dùng để điều khiển các động cơ công suất
vừa và nhỏ. Bộ phận chủ yếu của khởi động từ là cơng tắc tơ xoay chiều. Có khối
tiếp điểm liên động lắp chung trong một hộp. Điều khiển xa được thực hiện bằng
nút ấn.
Phần lớn khởi động từ đều có lắp thêm rơ le nhiệt để bảo vệ động cơ khỏi
quá tải. Theo tiêu chuẩn rơ le nhiệt phải ngắt mạch điện khi dòng điện bằng 1, 2
lần dòng điện định mức chạy qua trong thời gian 20 phút.
2.6. PLC:
PLC là một giải pháp để thay thế cho hệ thống điều khiển rơle phức tạp. Hệ

điều khiển mới PLC đã đáp ứng được các u cầu:
-

Lập trình đơn giản;

Có thể thay đổi điều khiển bằng cách thay đổi chương trình mà khơng cần
phải đi (đấu) dây lại;
-

Nhỏ gọn, rẻ và tin cậy hơn hệ thống điều khiển rơle;

-

Bảo trì dễ dàng, chi phí thấp

Nhiệm vụ chính yếu của PLC là liên kết các thay đổi của tín hiệu đầu vào và
chương trình đã được lập trình trước, nếu kết quả xử lý theo chương trình là “True”
thì sẽ phát sinh tín hiệu điều khiển ở ngõ ra. Hoạt động của PLC dựa trên cơ sở đại
số Boolean và được nhận biết một cách chính xác lựa trên hai tình trạng đã được
định nghĩa trước của một biến số 0 và 1.


Chức năng này đã làm nên tên cho thiêt bị PLC bộ điều khiển logic lập trình được,
nghĩa là cách phản ứng đối với tín hiệu vào và phát tín hiệu ra của PLC tương tự
như việc điều khiển đóng/mở van khí nén hoặc rơle điện từ, và chương trình điều
khiển được lưu trữ trong bộ nhớ điện tử của PLC.
Tuy nhiên, PLC ngày càng có nhiều chức năng hơn: chức năng định thì (Timer) và
đếm (Counter), thiết lập và làm mới bộ nhớ (Set, Reset), các hàm tính tốn tốn
học,... Bên cạnh tín hiệu nhị phân, PLC được bổ sung thêm các tính năng nhận biết
và xử lý tín hiệu tương tự (analog).

Hiện nay PLC có nhiều ứng dụng trong công nghệ tự động như hệ thống mạng
PLC, mạng truyền thông công nghiệp và các hệ thống giám sát.
PLC được định nghĩa: “Một hệ điện tử hoạt động số, được thiết kế để sử
dụng trong môi trường công nghiệp, sử dụng bộ nhớ có thể lập trình được để lưu
trữ các chỉ thị lệnh định hướng người sử dụng nhằm thực thi các chức năng xác lập
như: logic, tuần tự, định thì, đếm và số học, để điều khiển các loại máy móc khác
nhau hay các q trình thơng qua tín hiệu vào và ra ở dạng số hay tương tự. Máy
tính (PC) và các thiết bị ngoại vi liên quan được thiết kế để có thể được tích hợp dễ
dàng vào hệ thống điều khiển công nghiệp và dễ dàng sử dụng tất cả các chức năng
như dự định”

Hình 1.7: PLC S7-1200 CPU 1211C AC/DC/RLY


1:Bộ phận kết nối nguồn
2:Các bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo được (phía sau các nắp
che) Khe cắm thẻ nhớ nằm dưới cửa phía trên
3:Các LED trạng thái dành choI/Otích hợp
4:Bộ phận kết nối PROFINET (phía trên của CPU)
Các bảng tín hiệu:
Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU. Người
dùng có thể thêm một SB với cả I/O kiểu số hay kiểu tương tự. SB kết nối vào phía
trước của CPU. • SB với 4 I/O kiểu số (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC) • SB với
1 ngõ ra kiểu tương tự.

Hình 1.8: Bảng tín hiệu của PLC

1:Các LED trạng thái trên SB
2:Bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo ra
Các module tín hiệu:

Hình 1.9: Module tín hiệu của PLC
Người dùng có thể sử dụng các module tín hiệu để thêm vào CPU các chức
năng. Các module tín hiệu kết nối vào phía bên phải của CPU.
1 :Các LED trạng thái dành cho I/O của module tín hiệu
2 :Bộ phận kết nối đường dẫn
3 :Bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo ra
Các module truyền thơng:
Họ S7-1200 cung cấp các module truyền thơng (CM) dành cho các tính năng bổ
sung vào hệ thống. Có 2 module truyền thơng: RS232 và RS485.
-CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thông
-Mỗi CM kết nối vào phía bên trái của CPU (hay về phía bên trái của một CM
khác)

Hình 1.10: Module truyền thông của PLC
1:Các LED trạng thái dành cho module truyền thông


2 :Bộ phận kết nối truyền thông
a.Các thành phần của PLC:
Một hệ thống PLC bao gồm các thành phần cơ bản: khối tín hiệu khối xử lý
trung tâm và khối tín hiệu ra.
Khối tín hiệu vào của PLC được kết nối với các cảm biến, truyền các tín
hiệu từ cảm biến đến khối điều khiển trung tâm. Chức năng chính của khối tín vào
là:
+Nhận biết tín hiệu chính xác;
+Điều chỉnh điện thế điều khiển thành điện thế logic;
+Lọc các tín hiệu vào.
Khối xử lý trung tâm quyết định và thực hiện chương trình điều khiển

thơng qua chương trình được lập trình trước chứa trong bộ nhớ.
Khối tín hiệu ra là nơi dẫn các tín của khối điều khiển trung tâm đến
các cơ cấu tác động, cơ cấu chấp hành. Chức năng chính của khối tín hiệu ra là:
+ Điều chỉnh điện áp logic thành điện áp điều khiển;
+ Khuếch đại nguồn đủ để điều khiển chính xác cơ cấu chấp hành;
+Bảo vệ ngắn mạch và quá tải các khối tín hiệu ngõ ra.

Hình 1.11: Các thành phần chức năng của PLC
b. Cấu trúc chung của PLC:
PLC được nhiều hãng chế tạo, và mỗi hãng có nhiều họ khác nhau, và có
nhiều phiên bản trong mỗi họ, chúng khác nhau về tính năng và giá thành, phù hợp
với bài tốn đơn giản hay phức tạp. Ngồi ra cịn có các bộ ghép mở rộng cho phép
ghép nhiều bộ PLC nhỏ để thực hiện các chức năng phức tạp, hay giao tiếp với
máy tính tạo thành một mạng tích hợp, việc thực hiện theo dõi, kiểm tra, điều khiển


một q trình cơng nghệ phức tạp hay tồn bộ một phân xưởng sản xuất. Mặc dù
vậy, một hệ thống điều khiển dùng bất cứ loại PLC nào đều cũng có cấu trúc sau:
- Ngõ vào dạng số: Gồm hai trạng thái ON và OFF. Khi ở trạng thái ON thì ngõ
vào số được coi như ở mức logic 1 hay mức logic cao. Khi ở trang thái OFF thì
ngõ vào có thể đươc coi như ở mức logic 0 hay mức logic thấp.
- Ngõ ra số: Gồm hai trạng thái ON và OFF. Các ngõ ra này thường được nối ra để
điều khiển các cuộn dây contactor, đèn tín hiệu,…
- Thiết bị đầu vào: Các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển thường là nút nhấn, cảm
biến.
- Thiết bị chấp hành(Autuator): Là thiết bị biến đổi tín hiệu điện từ PLC thành
một tác động vật lý. Autuator được nối với ngõ ra của PLC.
- Chương trình điều khiển: Một chương trình bao gồm một hay nhiều lệnh nhằm
thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Việc lập trình cho PLC chỉ đơn giản là xây dựng
một tập hợp các lệnh. Để lập trình cho PLC này, lập trình hình thang (LAD) hay

dạng câu lệnh (STL). Chương trình điều khiển định ra quy luật thay đổi tín hiệu
output ở phía đầu ra của PLC theo sự thay đổi tín hiệu input ở phía đầu vào theo
mong muốn và chạy phần mềm điều khiển trên máy tính PC và được nạp vào PLC
thông qua cáp, nối giữa PLC và PC hay PG.
- Thiết bị lập trình (PG/PC): Chương trình viết trong thiết bị lập trình và truyền
xuống PLC.
- Cáp kết nối (cáp PPI): Thiết bị cần thiết để truyền dữ liệu từ thiết bị lập trình
xuống PLC.
PLC đều có thành phần chính là: Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong (có
thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngồi EPROM).
c.Ngun lý hoạt động của PLC:
Đầu tiên các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi (sensor, contact, …) được đưa
vào CPU thông qua module đầu vào. Sau khi nhận được tín hiệu đầu vào thì CPU
sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều khiển qua module đầu ra xuất ra các thiết bị được
điều khiển bên ngoài theo 1 chương trình đã được lập trình sẵn.
Một chu kỳ bao gồm đọc tín hiệu đầu vào, thực hiện chương trình, truyền
thơng nội, tự kiểm tra lỗi, gửi cập nhật tín hiệu đầu ra được gọi là 1 chu kỳ quét
hay 1 vòng quét (Scan Cycle).


Thường thì việc thực hiện một vịng qt xảy ra trong thời gian rất ngắn (từ
1ms-100ms). Thời gian thực hiện vòng quét này phụ thuộc vào tốc độ xử lý lệnh
của PLC, độ dài ngắn của chương trình, tốc độ giao tiếp giữa PLC và thiết bị ngoại
vi.

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200 VÀ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH,THIẾT KẾ
GIAO DIỆN TIA V14
2.1 Giới thiệu chung về PLC S7-1200
Dòng sản phẩm PLC đầu tiên của Siemens là PLC S7-200. Năm 2009, Siemens ra

dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200. Bộ điều khiển logic khả
trình PLC S7-1200 mang lại tính năng linh hoạt và sức mạnh điều khiển nhiều thiết
bị đa dạng. Sự kết hợp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh
mẽ khiến cho PLC S7-1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều
khiển nhiều ứng dụng nhỏ.
Module CPU của PLC S7-1200 tích hợp bộ vi xử lý, bộ nguồn, ngõ vào/ra, cổng
mạng PROFINET, các bộ đếm tốc độ cao (HSC), các ngõ vào tương tự tạo nên một
bộ điều khiển có tính năng mạnh mẽ.
Module CPU cung cấp một cổng PROFINET dành cho việc trao đổi thông tin qua
mạng PROFINET. Một số các module truyền thông mở rộng khác cho phép ghép
nối và truyền thông PLC S7-1200 qua mạng PROFIBUS, GPRS, RS485, RS232,
IEC, DNP3 và WDC.
Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic. Step7 Basic hỗ trợ ba
ngơn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA
Portal của Siemens.
Phân loại
Có nhiều cách phân loại PLC S7-1200.


- Theo bộ vi xử lý, PLC S7-1200 được phân chia thành 5 dòng: CPU 1211C, CPU
1212C, CPU1214C, CPU 1215C, CPU 1217C.
- Theo nguồn nuôi cung cấp cho CPU, ngõ vào và ngõ ra tích hợp trên CPU:
+ Loại AC/DC/RLY: nguồn nuôi cấp cho CPU là xoay chiều, ngõ vào 1 chiều, ngõ
ra xoay chiều hoặc 1 chiều.
+ Loại DC/DC/RLY: nguồn nuôi cấp cho CPU là một chiều, ngõ vào 1 chiều, ngõ
ra xoay chiều hoặc 1 chiều.
+ Loại DC/DC/DC: nguồn nuôi cấp cho CPU, ngõ vào, ngõ ra đều là 1 chiều.
Ưu điểm và ứng dụng
- Ưu điểm
– Giảm đến 80% số lượng dây nối.

– Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp .
– Khả năng tự chuẩn đoán do đó giúp cho việc sửa chữa được nhanh chóng và dễ
dàng.
– Chức năng điều khiển thay đổi dễ dàng bằng thiết bị lập trình, khi khơng có các
u cầu thay đổi các đầu vào ra thì khơng cần phải nâng cấp phần cứng
– Giảm thiểu số lượng rơle và timer so với hệ điều khiển cổ điển.
– Không hạn chế số lượng tiếp điểm sử dụng trong chương trình.
– Thời gian để một chu trình điều khiển hồn thành chỉ mất vài ms, điều này làm
tăng tốc độ và năng suất PLC .
– Chương trình điều khiển có thể được in ra giấy chỉ trong thời gian ngắn giúp
thuận tiện cho vấn đề bảo trì và sửa chữa hệ thống.
– Chức năng lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ học.
– Kích thước nhỏ gọn, dễ dàng bảo quản, sửa chữa.
– Dung lượng chương trình lớn để có thể chứa được nhiều chương trình phức tạp.
– Hồn tồn tin cậy trong mơi trường cơng nghiệp.
– Dễ dàng kết nối được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, kết nối


mạng Internet, các Modul mở rộng.
– Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ.
– Giá bán cạnh tranh.
Đặc trưng của tất cả các dịng PLC bất kì là khả năng có thể lập trình được, chỉ số
IP ở dải quy định cho phép PLC hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc
nghiệt, yếu tố bền vững thích nghi, độ tin cậy, tỉ lệ hư hỏng rất thấp, thay thế và
hiệu chỉnh chương trình dễ dàng, khả năng nâng cấp các thiết bị ngoại vi hay mở
rộng số lượng đầu vào nhập và đầu ra xuất được đáp ứng tuỳ nghi trong khả năng
trên có thể xem là các tiêu chí đầu tiên cho chúng ta khi nghĩ đến thiết kế phần điều
khiển trung tâm cho một hệ thống hoạt động tự động.
- Ứng dụng
Từ các ưu điểm nêu trên, hiện nay PLC đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực

khác nhau trong công nghiệp như:
– Hệ thống nâng vận chuyển.
– Dây chuyền đóng gói.
– Các robot lắp giáp sản phẩm .
– Điều khiển bơm.
– Dây chuyền xử lý hoá học.
– Công nghệ sản xuất giấy .
– Dây chuyền sản xuất thuỷ tinh.
– Sản xuất xi măng.
– Công nghệ chế biến thực phẩm.
– Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn.
– Dây chuyền lắp giáp Tivi.
– Điều khiển hệ thống đèn giao thông.
– Quản lý tự động bãi đậu xe.
– Hệ thống báo động.


– Dây chuyền may công nghiệp.
– Điều khiển thang máy.
– Dây chuyền sản xuất xe ôtô.
– Sản xuất vi mạch.
– Kiểm tra q trình sản xuất .
•

PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC

2.2.1 Giới thiệu chung
1. Bộ phận kết nối nguồn
2 . Các bộ phận kết nối nối dây của
người dùng có thể tháo được (phía

sau các nắp che) Khe cắm thẻ nhớ
nằm dưới cửa phía trên
3. Các LED trạng thái dành cho
I/Otích hợp
4. Bộ phận kết nối PROFINET (phía
trên của CPU)
2.2.2 Các bảng tín hiệu
Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU. Người
dùng có thể thêm một SB với cả I/O kiểu số hay kiểu tương tự. SB kết nối vào
phía trước của CPU.
SB với 4 I/O kiểu số (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC)
SB với 1 ngõ ra kiểu tương tự.


• Các LED trạng thái trên
SB
•

Bộ phận kết nối nối dây
của người dùng có thể
tháo ra

2.2.3 Các module tín hiệu
Người dùng có thể sử dụng các module tín hiệu để thêm vào CPU các chức
năng. Các module tín hiệu kết nối vào phía bên phải của CPU.
1 Các LED trạng thái dành
cho I/O của module tín hiệu
2 Bộ phận kết nối đường
dẫn
3 Bộ phận kết nối nối dây

của người dùng có thể tháo
ra
2.2.4 Các module truyền thơng
Họ S7-1200 cung cấp các module truyền thơng (CM) dành cho các tính năng
bổ sung vào hệ thống. Có 2 module truyền thơng: RS232 và RS485.
• CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thơng
• Mỗi CM kết nối vào phía bên trái của CPU (hay về phía bên trái của một
CM khác)


1 Các LED trạng thái dành cho
module truyền thông
2 Bộ phận kết nối truyền thơng

•

Phần mên lập trình TIA Portal V14
Phần mềm SIMATIC TIA Portal STEP7 Basic chạy hệ điều hành Windows,
phần mềm làm nhiệm vụ trung gian giữa ngƣời lập trình và PLC.
Để lập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptop cần một kết nối TCP/IP
Để PC và SIMATIC S7-1200 có thể giao tiếp với nhau, điều quan trọng là các
địa chỉ IP của cả hai thiết bị phải phù hợp với nhau. Sau đây là cách tạo một
project trên
• Một số thao tác cơ bản khi làm quen với phần mềm
Bước 1: Từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng Tia Portal V14

Bước 2: Click chuột vào Create new project để tạo dự án


Bước 3: Nhập tên dự án vào Project name sau đó nhấn create

Bước 4: Chọn Configure a device


Bước 5: Chọn Add new device

Bước 6: Chọn loại CPU PLC sau đó chọn add


Bước 7: Project mới được hiện ra

2.4.1 Giao diện giám sát WinCC:
WinCC là một trong những chương trình ứng dụng cho mạng HMI, Scada
trong lĩnh vực dân dụng cũng như công nghiệp.


WinCC (Windows Control Center) là phần mềm của hãng Siemens dùng để
giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu trong q trình sản xuất. Nói rỏ hơn,
WinCC là chương trình dùng để thiết kế các giao diện Người và Máy – HMI
(Human Machine Interface) trong hệ thống Scada (Supervisory Control And Data
Acquisition), với chức năng chính là thu thập số liệu, giám sát và điều khiển quá
trình sản xuất. Với WinCC, người dùng có thể trao đổi dữ liệu với PLC của nhiều
hãng khác nhau như: Siemens, Mitsubishi, Allen braddly, Omron,.. thông qua cổng
COM với chuẩn RS232 của PC và chuẩn RS485 của PLC.
Với WinCC, ta có thể tận dụng nhiều giải pháp khác nhau cho để giải quyết
công việc, từ thiết kế cho hệ thống có quy mơ nhỏ đến quy mô lớn, hệ thống thực
hiện sản xuất – MES (Manufacturing Excution System). WinCC có thể mơ phỏng
bằng hình ảnh các sự kiện xảy ra trong quá trình điều khiển dưới dạng chuổi sự
kiện. Để đáp ứng yêu cầu công nghệ ngày càng phát triển, WinCC cung cấp nhiều
hàm chức năng cho mục đích hiển thị, thơng báo, ghi báo cáo, xử lý thông tin đo

lường, các tham số cơng thức,.. và là một trong những chương trình thiết kế giao
diện Người và Máy – HMI được tin dùng nhất hiện nay.
Chức năng của WinCC(HMI)
-Hiển thị quá trình:
Quá trình được hiển thị trên thiết bị HMI(WinCC). Màn hình trên thiết bị
HMI được cập nhật một cách năng động. Điều này được dựa trên các sự chuyển
tiếp quá trình.
-Điều khiển vận hành của q trình:
Người vận hành có thể điều khiển q trình bởi GUI. Ví dụ, người vận hành
có thể đặt trước các giá trị tham khảo cho điều khiển hay khởi động một động cơ.
-Hiển thị các cảnh báo:
Các quá trình nghiêm trọng tự động khởi phát báo động, ví dụ, khi giá trị đặt
được vượt quá.
-Lưu trữ các giá trị và cảnh báo quá trình:


Hệ thống HMI có thể ghi lại các cảnh báo và giá trị q trình. Tính năng này
cho phép bạn lưu giữ các dãy quá trình và lấy ra các dữ liệu của sản xuất từ trước.
-Ghi chép các cảnh báo và các giá trị q trình:
Hệ thống HMI có thể đưa ra các báo cáo giá trị quá trình và các cảnh báo.
Tính năng này cho phép bạn in ra các dữ liệu sản xuất ở cuối của ca làm việc.
-Quản lí thơng số máy móc và q trình:
Hệ thống HMI có thể lưu giữ các thơng số của các q trình và máy móc
dưới dạng cơng thức. Ví dụ, bạn có thể download những thơng số trên một đường
dẫn từ thiết bị HMI tới PLC để thay đổi tồn kiểu sản xuất của sản phẩm.
a.Giao diện thiết kế:

Hình2.1 : Giao diện WinCC

b.Các bước mô phỏng: