Đồ án môn học trang bị điện: Trang bị điện cho mạch chuông trường học dùng LOGO

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TP.HCM

TRƯỜNG CĐKT LÝ TỰ TRỌNG TP.HCM
KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


ĐỒ ÁN MÔN HỌC

TRANG BỊ ĐIỆN
ĐỀ TÀI : TRANG BỊ ĐIỆN CHO MẠCH CHUÔNG

TRƯỜNG HỌC DÙNG LOGO

SVTH:
LỚP:
GVHD:

NGUYỄN QUỐC NHẬT
BÙI TẤN PHI
08CĐ-Đ4
QUÁCH MINH THỬ

TP.Hồ Chí Minh, tháng 12 naêm 2010


LỜI CẢM ƠN

Trong việc nghiên cứu đề tài này, ngoài sự nghiên cứu của người nghiên
cứu, còn có sự giúp đỡ của các thầy cô trong khoa điện. Em xin chân thành
cảm ơn các thầy cô khoa điện đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài nghiên
cứu này. Trong quá trình thực hiện đề tài này có thể còn nhiều sai sót, mong

các thầy cô thông cảm.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

…………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
…………..………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………..………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………


MỤC LỤC
Trang
Chương mở đầu: Giới thiệu chung …………………………………………………………
Chương I: Giới thiệu về LOGO
1.1. Khái niệm ……………………………………………………………………………………….
1.2. Khả năng ứng dụng của Logo ……………………………………………….
1.3. Các dạng Logo hiện có ……………………………………………………………..
1.4. Cách nhận biết các loại Logo ………………………………………………..
Chương II: Lập trình với LOGO
2.1. Khái niệm về khối ………………………………………………………………………
2.2. Các hàm cơ bản của Logo ……………………………………………………….
2.2.1. Cổng AND …………………………………………………………………………………….
2.2.2. Cổng AND lấy cạnh xung lên ……………………………………………..
2.2.3. Cổng NAND ………………………………………………………………………………..
2.2.4. Cổng NAND lấy cạnh xung xuống ……………………………………..
2.2.5. Cổng OR ………………………………………………………………………………………..
2.2.6. Cổng NOR ……………………………………………………………………………………..
2.2.7 Cổng XOR ……………………………………………………………………………………….
2.2.8. Cổng NOT ……………………………………………………………………………………..
2.3. Các hàm đặc biệt …………………………………………………………………………
2.3.1. On-delay ………………………………………………………………………………………….
2.3.2. Off-delay …………………………………………………………………………………………
2.3.3. On_Off-delay …………………………………………………………………………………
2.3.4. On-delay có nhớ …………………………………………………………………………..
2.3.5. Relay xung có trì hoãn ……………………………………………………………….

2.3.6. Relay thời gian lấy cạnh xung lên………………………………………….
2.3.7. Bộ phát xung không đồng bộ ………………………………………………….
2.3.8. Bộ phát xung ngẫu nhiên ................................................
2.3.9. Công tắc dùng cho đèn cầu thang ………………………………………….
2.3.10. Công tắc đa chức năng …………………………………………………………….
2.3.11. Bộ địng ngày trong tuần …………………………………………………………
2.3.12. Bộ định ngày trong năm ………………………………………………………..
2.3.13. Bộ đếm lên xuống ……………………………………………………………………..
2.3.14. Bộ đếm giờ ……………………………………………………………………………………
2.3.15. Bộ phát xung phụ thuộc tần số ……………………………………………..
2.3.16. Bộ phát xung phụ thuộc tín hiệu analog ngõ vào ………….
2.3.17. Bộ phát xung phụ thuộc sự khác biệt analog ………………….
2.3.18. Bộ so sánh tín hiệu analog ……………………………………………………..

1
2
2
3
4
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11

15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
30
31
32
33


2.3.19. Bộ giám sát tín hiệu analog …………………………………………………..
35
2.3.20. Bộ khuếch đại analog ……………………………………………………………….
36
2.3.21. Bộ chốt relay ………………………………………………………………………………..
37
2.3.22. Bộ relay xung ………………………………………………………………………………
37
2.3.23. Bộ tạo thông báo ……………………………………………………………………….
38

2.3.24. Bộ khóa mềm ……………………………………………………………………………..
39
2.3.25. Thanh ghi dịch bit ……………………………………………………………………….
41
Chương III. Chương trình mô phỏng Logo ứng dụng cho mạch chuông
trường học.
3.1. Cài đặt bộ định giờ trong tuần. ………………………………………………
43
3.2. Cài đặt bộ định ngày giờ trong năm ……………………………………..
44
3.3 Cài đặt On-delay ……………………………………………………………………………..
44
3.4. Cài đặt relay có xung trì hoãn …………………………………………………
45
3.5. Cài đặt bộ phát xung không đồng bộ ……………………………………
45
3.6. Mô phỏng mạch chuông trường học và nguyên lý làm việc của
mạch chuông trường học ………………………………………….……………………………………..
46


Chương mở đầu: Giới thiệu chung
Trong quá trình thực hiện cơ khí hóa – hiện đại hóa các ngành công nghiệp
nên việc yêu cầu tự động hóa các nay truyền sản xuất ngày càng tăng. Tùy
theo yêu cầu cụ thể trong tự động hóa công nghiệp đòi hỏi tính chính xác cao
nên trong kỹ thuật điều khiển có nhiều thay đổi về thiết bị cũng như thay đổi
về phương pháp điều khiển.
Trong lónh vực điều khiển người ta có hai phương pháp điều khiển là:
phương pháp điều khiển nối cứng và phương pháp điều khiển lập trình được.
-

Phương pháp điều khiển nối cứng:

Trong các hệ thống điều khiển nối cứng người ta chia làm hai loại: nối
cứng có tiếp điểm và nối cứng không tiếp điểm.
+ Điều khiển nối cứng có tiếp điểm: là dùng các khí cụ điện như contactor,
relay, kết hợp với các bộ cảm biến , các neon, các công tắc… các khí cụ này
được nối với nhau thành một mạch điện cụ thể để thực hiện một yêu cầu
công nghệ nhất định. Ví dụ như: mạch điều khiển đổi chiều động cơ, mạch
khởi động sao – tam giác (Y/Δ), mạch điều khiển nhiều động cơ chạy tuần
tự…
+ Đối với nối cứng không tiếp điểm: là dùng các cổng logic cơ bản, các
cổng logic đa chức năng hay các mạch tuần tự (gọi chung là IC số), kết hợp
với các bộ cảm biến, đèn, công tắc… và chúng cũng được nối lại với nhau
theo một sơ đồ logic cụ thể để thực hiện một công nghệ nhất định. Các mạc h
điều khiển nối cứng sử dụng các linh kiện điện tử công suất như SCR, Triac
để thay thế các contactor trong mạch động lực.
Trong hệ thống điểu khiển nối cứng các linh kiện hay khí cụ điện được nối
vónh viễn với nhau. Do đó khi muốn thay đổi lại nhiệm vụ điều khiển thì
phải nối lại toàn bộ mạch điện. Khi đó với các hệ thống phức tạp thì không
hiệu quả và rất tốn kém.
-

Phương pháp điều khiển lập trình được:

Đối với phương pháp điều khiển lập trình này thì ta có thể sử dụng các
phần mềm khác nhau với sự trợ giúp của máy tính hay các thiết bị có thể lập
1

trình được trực tiếp trên thiết bị có kết nối thiết bị ngoại vi. Ví dụ như:
LOGO, ZEN. EASY. SYSWIN, CX-PROGRAM…
Chương trình điều khiển được ghi trực tiếp vào bộ nhớ của bộ điều khiển
hay một máy tính.
Để thay đổi chương trình điều khiển ta chỉ cần thay đổi nội dung bộ nhớ
của bộ điều khiển, phần nối day bean ngoài không bị ảnh hưởng. Nay là ưu
điểm lớn nhất của bộ điều khiển lập trình được.

Chương I: Giới thiệu về LOGO
1.1. Khái niệm
Logo! là một modul điều khiển nhiều chức năng của hãng Siemens.
Logo! bao gồm các phần sau:
- Các chức năng điều khiển.
- Hiển thị và nút nhấn điều khiển hoạt động.
- Bộ cung cấp nguồn.
- Một giao diện cho lập trình và cáp nối với máy tính.
- Các chức năng cơ bản thông dụng trong thực tế như các hàm thời gian,
tạo xung…
- Một công – tắc thời gian theo đồng hồ (có pin nuôi riêng).
- Các ngõ vào và ra tùy thuộc dạng logo

1.2. Khả năng ứng dụng của Logo
Logo có thể dùng để điều khiển các hệ thống điện dân dụng (như chiếu
sáng, bơm nước, báo động…) hay tự động điều khiển trong công nghiệp (như
điều khiển động cơ, máy lạnh, máy nén, máy công nghệ…).
Cũng có thể dùng LOGO trong điều khiển nhà kính, với dạng LOGO có kết
nối Asi có thể điều khiển tập trung máy móc hay quá trình xử lý.
Có các dạng đặc biệt không có nút nhấn trên LOGO dùng cho lắp ráp các
máy móc nhỏ, các tủ điều khiển hay trong lắp đặt điện.

2


1.3. Các dạng logo hiện có
Hiện nay các modul Logo sử dụng điện áp 12VDC, 24VDC ,24VAC,
230VAC
-

Dạng chuẩn với 6 input và 4 output, kích thước 72x90x55mm

-

Dạng có hiển thị với 6 input và 4 output, kích thước 72x90x55mm

-

Dạng có 8 input và 4 output, kích thước 72x90x55mm

-

Dạng dài với 12 input và 8 output, kích thước 126x90x55mm

Dạng có 12 input và 8 output, thêm 4 ngõ vào và 4 ngõ ra kết nối
Bus Asi, kích thước 126x90x55mm
Đặc điểm một số PLC Logo thường gặp:
Đặc điểm ngõ ra

Loại Logo

Nguồn nuôi và ngõ vào

Logo 24

24 VDC

Logo 24R

24 VDC

Dùng Rơ-le

I0max = 8A

Logo 250R

125 VAC/230 VAC

Dùng Rơ-le

I0max = 8A

Logo 230RC

115 VAC/230 VAC

Dùng Rơ-le

I0max = 8A

Dùng transistor I0max = 0,3A

Riêng loại 230RC có thêm 4 công tắc thời gian (theo đồng hồ) với ba lần
đóng cắt cho mỗi công-tắc.
Cấu tạo

3


1.4. Cách nhận biết các loại Logo
Kiểu thiết kế modul LOGO chứa các thông tin sau :
- 12 : điện áp 12VDC
- 24 : điện áp 24VDC
- 230 : điện áp 115/230VAC
- R: ngõ ra relay. Nếu dòng thông tin không chứa ký tự này nghóa là ngõ ra
của sản phẩm này là transistor.
- C : sản phảm có tích hợp các hàm thời gian thực (bộ định thời 7 ngày
trong tuần).
- O: sản phẩm không có màn hình hiển thị.
- L: gấp đôi số lượng ngõ vào và ra.
- B11: có kết nối bus ASi.
- DM: Modul Digital.
- AM: Modul Analog.
- CM: Modul truyền thông.
Vd : 12/24RC ( logo có điện áp ngõ vào 12/24 VDC, có ngõ ra dùng Relay,
có bộ định thời)

Tên

Điện áp cấp

Ngõ vào

12/24 V DC

8 digital

LOGO!
24

24 V DC

8 digital

LOGO!

24V AC/24

24RC

V DC

LOGO!
230RC

115…240 V
AC/DC

LOGO!
12/24 RC

8 digital

8 digital

Ngoõ ra

Tính năng

4 relay
(10A)
4 transistor
24V, 0.3A

Không có thời
gian thực (Clock)

4 relay
(10A)
4 relay
(10A)

4


Tên
LOGO!
12/24RCo

Điện áp cấp
12/24 V DC

Ngõ vào
8 digital

Tính năng
Không màn hình
Không clock
Không màn hình

LOGO!

24 V DC

24o

8 digital

Không clock
Không nút nhấn

LOGO!
24RCo

24 V AC/24 V DC

LOGO!

115…240 V

230RCo

AC/DC

8 digital

8 digital

Không màn hình
Không nut nhấn
Không màn hình
Không nut nhấn

Chương II: lập trình với LOGO
2.1. Khái niệm về khối
Một khối trong logo là một chức năng chuyển thông tin ngõ vào thành
thông tin ngõ ra. Khi viết chương trình trong LOGO, ta kết nối các khối khác
với nhau bằng các đường. Các đường nối này được lấy từ menu
Co(Connector).

5


2.2. Các hàm cơ bản của Logo.

6


2.2.1 . Cổng AND:

2.2.2 Cổng AND lấy cạnh xung lên:

Ngõ ra bằng 1 trong một chu kỳ quét tại thời điểm đầu tiên mà cà 4 ngõ
vào cùng bằng 1.
Ngõ vào không sử dụng ta có thể sử dụng ký hieäu x (x = 1).

7


2.2.3 . Cổng NAND:

2.2.4. Cổng NAND lấy cạnh xung xuống:

Ngõ vào của cổng NAND lấy cạnh xung lên bằng 1 trong một chu kỳ máy
tại thời đểm đầu tiên trong các ngõ vào bằng 0.

8


2.2.5.

Coång OR:

2.2.6.

Coång NOR:

9


2.2.7.

Cổng XOR:

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

2.2.8.

Cổng NOT:

10


2.3. Các hàm đặc biệt (SF: special functions):
Các hàm đặc biệt có trong LOGO được liệt kê trong bảng sau: T

11


12


13


Rem: thông số này dùng để chọn đặc tính retentive (nhớ) on hay off
On: retentive
Off: non retentive
Nếu đặc tính retentive được chọn thì khi có nguồn lại, trạng thái tín hiệu
trước khi mất nguồn được đặt trở lại vào ngõ ra.

14


2.3.1.

On-delay:

Giản đồ thời gian:

Mô tả:
Thời gian Ta được khởi động khi ngõ vào Trg chuyển từ 0 lên 1. (Ta: thời
gian hiện hành của LOGO)
Nếu trạng thái ngõ vào Trg duy trì mức 1 trong suốt khoảng thời gian T thì
ngõ ra Q được lên mức 1 cho đến khi ngõ vào chuyển từ 1 xuống 0.
Nếu trong khoảng thời gian T mà ngõ vào chuyển từ 1 xuống 0 thì thì ngõ
ra cũng xuống 0 và timer bị reset.
Nếu tính năng retentive không được set thì khi mất nguồn, ngõ ra Q và thời
gian Ta bị reset.

15


2.3.2.

Off-delay:

Giản đồ thời gian:

Mô tả:

Ngõ ra Q được set ngay lập tức khi Trg thay đổi từ 0 lên 1.
Thời gian hiện hành Ta sẽ được khởi động lại khi Trg chuyển từ 1 xuống 0,
ngõ ra Q vẫn còn được set. Ngõ ra Q sẽ được reset về 0 khi Ta đạt tới thời
gian T (Ta=T).
Thời gian Ta bị reset khi có một cạnh lên ở chân Trg.
Khi ngõ vào R chuyển từ lên 1 thì thời gian Ta và ngõ ra sẽ bị reset.
Nếu tính năng retentive không đươc chọn thì khi mất nguồn, ngõ ra Q và
thời
gian Ta bò reset.

16


2.3.3.

On_Off-delay:

Giản đồ thời gian:

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

thời gian TH, TL bò reset.

17


2.3.4.

On-delay có nhớ:

Giản đồ thời gian:

Mô tả:
Thời gian Ta được khởi động khi ngõ vào Trg chuyển từ 0 lên 1. Ngõ ra Q
được set khi Ta=T. Từ lúc này, sự thay đổi giá trị ở Trg không ảnh hưởng đến
giá trị của ngõ ra.
Ngõ ra và thời gian Ta bị reset khi có tín hiệu 1 ở chân R.
Nếu tính năng retentive không đươc chọn thì khi mất nguồn, ngõ ra Q và
thời gian Ta bị reset.

18


2.3.5.

Relay xung có trì hoãn:

Giản đồ thời gian:

Mô tả:
Ngõ vào Trg chuyển từ 0 lên 1 sẽ set ngõ ra Q và khởi động thời gian Ta.

Ngõ ra Q bị reset khi Ta=T hoặc ngõ vào Trg chuyển xuống 0 mà chưa hết
thời gian T.
Nếu tính năng retentive không đươc chọn thì khi mất nguồn, ngõ ra Q và
thời gian Ta bò reset.

19


2.3.6.

Relay thời gian lấy cạnh xung lên:

Giản đồ thời gian:

Sự chuyển mức từ 0 lên 1 của ngõ vào Trg sẽ khởi động thời gian TL . Hết
thời gian TL, ngõ ra được set và khởi động thời gian TH . Hết thời gian TH,
ngõ ra bị reset và chu kỳ TL/TH được khởi động lại nếu số xung đặt N>1.
Nếu chưa hết chu trình mà ngõ Trg được kích trở lại thì thời gian Ta bị
reset và chu trình được khởi động lại.
Nếu tính năng retentive không đươc chọn thì khi mất nguồn, ngõ ra Q và
thời gian Ta bò reset.

20