Mô hình điều khiển, giám sát trạm barie đường sắt tự động

ĐĐẠẠIIHỌCCĐĐÀÀNNẴẴNNG

••

PHÂN HIỆU ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TẠI KON TUM

The University

PHAN VĂN SĨ
LÊPHNGVĂQNUSÂĨN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT TRẠM
BARIE ĐƯỜNG SẮT TỰ ĐỘNG
••

Kon tum, tháng 05 năm 2021


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
••
PHÂN HIỆU ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TẠI KON TUM
• •________•______________•__

The University

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT TRẠM
BARIE ĐƯỜNG SẮT TỰ ĐỘNG
••

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : TS. NGUYỄN ĐỨC QUẬN
SINH VIÊN THỰC

: PHAN VĂN SĨ

HIỆN

: 16152520201008

MSSV

: LÊ HỒNG QUÂN

SINH VIÊN THỰC

: 16152520201007
: K10D

HIỆN
MSSV
LỚP


Kon tum, tháng 05 năm 2021
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

VIỆT NAM

PHÂN HIỆU ĐHĐN TẠI KON TUM

Độc lập - Tự do - Hạnh

phúc

ĐỀ CƯƠNG
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CẤP ĐẠI HỌC
Tên đề tài: Điều khiển giám sát trạm Barie đường sắt tự động
Sinh viên thực hiện: Phan Văn Sĩ
Lớp:
K10D
Lê Hồng Quân
Lớp:
K10D
Ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử
Khóa:
10
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Đức Quận
Ngày nhận đề tài: 25/01/2020
Ngày bảo vệ:18./
7 /2021
• Mục tiêu của đề tài, phạm vi đề tài:
- Mục tiêu:
+ Ứng dụng điều khiển động cơ servo vào mơ hình điều khiển và giám
sát trạm Barie đường tàu hỏa tự động.
+ Ứng dụng động cơ servo để xác định vị trí mong muốn, mơ phỏng hệ
thơng hoạt động trên phần mềm Tiaportal.
-Phạm vi nguyên cứu:
+ Điều khiển và gám sát các thiết bị trong hệ thống điều khiển và giám

sát trạm Barie đường tàu hỏa tự động.
+ Xây dựng thuật toán điều khiển.
+ Xây dựng phần mềm trên PLC S7-1200.
+ Tính tốn thiết kế phần cứng.
+ Thiết kế giao diện trên phần mềm Tiaportal.
• Phương pháp nghiên cứu, lựa chọn giải pháp cơng nghệ:
Nhóm em khi thực hiện đề tài đã sử dụng các phương pháp để nghiên cứu
đề tài như sau:
-Phân tích và tổng hợp lý thuyết, kiến thức đã học tại nhà trường.
-Tham khảo tài liệu, hỏi đáp giáo viên hướng dẫn.
-Viết chương trình, lắp ráp và chạy thử mơ hình.
Giải pháp cơng nghệ: Mơ hình được điều khiển bằng PLC S7-1200
hoạt động ở điện áp một chiều 24VDC và hoạt động dựa theo chương trình
được lập trình mơ phỏng trên phần mềm Tiaportal.


Nội dung nghiên cứu: gồm có 5 chương
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ LẬP TRÌNH PLC
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MƠ HÌNH
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH VÀ ĐIỀU KHIỂN


CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
- Kế hoạch thực hiện
STT
Nội dung công việc
1

Nhận đề tài.

2

Xây dựng đề cương và kế hoạch.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ
ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM
- Tổng quan về đường sắt việt nam.
- Tìm hiểu về trạm barie .
- Các chức năng của trạm barie.

Dự kiến thời gian

21/1 -25 /1/2021

23/02 - 30/02/2021

3
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT
LẬP TRÌNH
-

Giới thiệu chung.

-

Cấu tạo của PLC.
Giới thiệu về bộ PLC S7-1200 sử
dụng trong đề tài.

01/03 - 07/3/2021

4

5

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MƠ HÌNH
- Tìm hiểu phần cứng
- Chọn động cơ servo
- Phân tích và chọn cảm biến

08/03 - 14/03/2021

CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH VÀ
ĐIỀU KHIỂN

6

-

Lập trình điều khiển hệ thống.

-

Thiết kế giao diện điều khiển trên
Wincc

Xây dựng mạch động lực
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
- Giới thiệu mô hình đã hồn thiện.
- Vận hành hệ thống.

- Kiểm tra, đánh giá và hướng phát
triển.

15/2 - 21/03/2021

-

Giảng viên hướng dẫn
TS. Nguyễn Đức Quận

22/03 - 28/03/2021
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 1
năm 2021
Sinh viên thực hiện:

Ghi chú


Phan Văn Sĩ

LỜI CẢM ƠN
Trong thời đại cơng nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng
dụng tự động hóa ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu
cầu điều khiển tự động, linh hoạt, chính xác, tiện lợi, gọn nhẹ...). Mặt khác
nhờ sự phát triển nhanh chóng của cơng nghệ thơng tin, cơng nghệ điện tử đã
tạo ra một loại thiết bị điều khiển lập trình nhằm thực hiện cơng việc một
cách khoa học, đạt được độ chính xác cao, giảm sức lao động và giảm chi
phí kinh tế. Trạm barie tự động giảm sức lao động của công nhân, công việc
đạt hiệu quả, mà thời gian lại nhanh chóng, độ chính xác cao đáp ứng kịp
thời cho đời sống xã hội. Đồ án tốt nghiệp của nhóm chúng em sẽ tìm hiểu

về lập trình PLC và hiểu hơn ứng dụng của nó vào các lĩnh vực khác nhau
trong đời sống.
Để chúng em có thể tìm hiểu và nâng cao kiến thức về ngành Kĩ thuật
điện - điện tử, các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử đã hỗ trợ nhiệt tình
trong quá trình chúng em thực hiện đồ án tốt nghiệp. Và điều đó giúp chúng
em hiểu nhiều hơn về cấu tạo, nguyên lý và cách vận hành của các bộ phận
trong mơ hình đồ án này. Đề tài mang tên “Điều khiển giám sát trạm barie
đường sắt tự động”.
Trong quá trình thực hiện đề tài nhóm chúng em đã cố gắng tìm hiểu
và học hỏi, nhưng do khả năng cịn hạn chế nên có những sai sót mong nhận
được sự thơng cảm từ q thầy cơ. Tuy gặp chút khó khăn nhưng với sự giúp
đỡ tận tình của các thầy cơ trong khoa Điện - Điện tử, và đặc biệt là sự
hướng dẫn tận tình, chi tiết của thầy giáo Nguyễn Đức Quận đã giúp đỡ em
rất nhiều để có thể hoàn thành đồ án này.
Em xin gửi tới thầy giáo Nguyễn Đức Quận cùng tồn thể các thầy cơ
trong khoa Điện - Điện tử lời cảm ơn chân thành nhất!


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
1.6.1.................................................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO
NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

7


DANH MỤC CÁC BẢNG

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM
1.1. .TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM:

Hình 1. 1. Đường sắt việt nam

- ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM là một trong những ngành công nghiệp lâu đời của
Việt Nam. Ngành Đường sắt Việt Nam ra đời năm 1881 bằng việc khởi công xây
dựng tuyến đường sắt đầu tiên đi từ Sài Gòn đến Mỹ Tho dài khoảng 70 km.
Chuyến tàu đầu tiên khởi hành ở Việt Nam là vào ngày 20 tháng 7 năm 1885.
Những năm sau đó, mạng lưới đường sắt tiếp tục được triển khai xây dựng trên
khắp lãnh thổ Việt Nam theo công nghệ đường sắt của Pháp với khổ đường ray 1
mét. Thời kỳ chiến tranh, hệ thống đường sắt bị hư hại nặng nề. Kể từ năm
1986, Chính phủ tiến hành khơi phục lại các tuyến đường sắt chính và các ga
lớn, đặc biệt là tuyến Đường sắt Bắc Nam.

- Hiện tại trong mạng lưới đường sắt có 5784 đường ngang, trong đó có 555

-

đường ngang có biển báo, 310 đường ngang có trạm gác tự động, 651 đường có
người gác, cịn lại 4268 đường do dân sinh tự phát khơng có biển báo, dễ gây ra
tai nạn thương tâm. Riêng trong năm 2020 có đến 44 vụ tai nạn về đường sắt,
làm nhiều người bị thương và hư hại tài sản nghiêm trọng. Nguyên nhân tai nạn
là người dân ý thức kém, cố vượt ẩu và đôi khi không biết tàu đang đến, đặc biệt
hơn tại các đường ngang tự phát khơng có thanh chắn barie tự động.
Trước tình trạng đó nhà nước đã cho xây dựng các trạm barie để rào chắn khi có
tàu đi qua để làm giảm các vụ tai nạn đáng tiếc. Tuy nhiên đường ngang tự phát
quá nhiều nên nhiều nơi còn chưa được lắp đặt barie tự động. Từ đó dẫn đến

nhiều vấn đề về an tồn giao thơng đường sắt tại nước ta và gây ra thiệt hại
nghiêm trọng.
1.2. HỆ THỐNG BARIE
1.2.1. Tổng quan về Barie:

Hình 1.2. Các loại barie tự động
- Hiện nay barie được sử dụng rất nhiều trong các tòa chung cư, cổng ra bãi đỗ xe
ngầm (dưới lòng đất), nhà máy sản xuất, hệ thống giao thơng. Mục đích chính là điều
tiết, phân luồng lượng người, phương tiện qua lại, đối với nhà máy thì phân loại sản
phẩm các loại. Và với các mục đích sử dụng khác nhau nên barie cũng có nhiều loại để
phù hợp với các chức năng khác nhau trong từng lĩnh vực cuộc sống.
-Trong hệ thống giao thơng cũng có nhiều loại barie khác nhau, cấu trúc và chức
năng của chúng cũng vậy. Tại bãi đỗ xe, người ta sử dụng thanh chắn dài và ngắn tùy
thuộc vào không gian lắp đặt. Tại tịa chung cư thì sử dụng rào chắn barie đẩy vì khơng
gian cổng ngồi rất rộng, bên trong nếu có thì dùng thanh chắn ngắn để khơng gây
vướng và mất tính thẩm mỹ.
1.2.2. Chức năng của Barie:
Barie tự động là loại thiết bị chuyên dụng trong ngành an ninh có chức năng như
một vật cản trước những phương tiện di chuyển trong vùng cấm hoặc không được phép
di chuyển. Ngày nay Barie tự động được ứng dụng nhiều hơn trong trường học, bệnh
viện, siêu thị, nhà hàng, khách sạn... như một cách giảm bớt tình trạng mất an ninh, ùn
tắc cục bộ nhờ được kiểm soát điều hành bởi thanh chắn giao thơng.
1.2.3. Ưu điểm:
-Barie tự động có thiết kế gọn nhẹ, tiện vận chuyển.
-Tiết kiệm tối đa điện năng, dễ dàng kết nối với nhiều thiết bị thơng minh gồm:
Smartphone, máy tính, thẻ từ,.


- Sử dụng được vào nhiều loại cơng trình từ bốt giao thơng tự động đến trạm thu

phí, nhà để xe, bệnh viện, cơng ty, doanh nghiệp,...
-Thiết bị có giá thành khơng q cao.
-Thiết bị ít bị hư hỏng, khi bị hư hỏng cũng dễ sửa chữa và thời gian sửa chữa
nhanh và khơng tốn nhiều chi phí.
-Thời gian đóng/mở thiết bị cực nhanh, tầm nhìn rộng và khơng bị cồng kềnh.
-Thiết bị nhập khẩu, chất lượng cao, được sản xuất trên dây chuyền công nghệ
hiện đại, sơn tĩnh điện khó bong tróc và có thể chống chọi tốt với điều kiện thời tiết
xấu.
1.2.4. Nhược điểm:
-Barie tự động không thể ngăn được con người tự do đi ra/vào tại các cơng trình
khi khơng sử dụng các phương tiện giao thơng. Vì vậy mỗi trạm barie tại các cơng trình
quan trọng sẽ có 1 hoặc 2 người gác để nhắc nhở người đi lại.
-Cánh tay barie không đủ dài để che chắn đối với những chiếc cổng quá dài, chiều
dài khoảng trên 10 mét. Lúc này barie gập sẽ tiện lợi hơn.
1.2.5. Phân loại Barie:
-Barie tự động cần thẳng
-Barie tự động cần gập.
-Barie rào chắn.

Hình 1. 3. Barie tự động
1.3.
BARIE TÀU TỰ ĐỘNG
1.3.1. Định nghĩa Barie tàu:
-Barie tàu tự động hay còn gọi là rào chắn tự động, thanh chắn an ninh,. Sản phẩm

thông minh này hoạt động dựa vào sự nhận biết bằng tín hiệu cảm biến và xử lý tự
động của thiết bị điều khiển phát tín hiệu cảnh báo cho người tham gia đường bộ.
Thanh chắn tự động có thể xử lý được nhiều trường hợp chủ quan do người tham gia
giao thông và cả khi tàu thay đổi tốc độ.

- Mơ hình thanh chắn an ninh này hoạt động tương đối chính xác và đáng tin cậy

nhờ thiết kế đơn giản, dễ lắp đặt, độ ổn định cao. Với những ưu điểm tuyệt đối trên mà
sản phẩm này đã và đang là phương tiện hữu ích cho ngành giao thông
1.3.2. Chức năng của barie tàu tự động:
-Barie là công cụ đắc lực cho phương pháp giảm thiểu tai nạn giao thơng, giúp
kiểm sốt các phương tiện, giảm nhẹ áp lực cho người công nhân, phân luồng giao
thông, nâng cao ý thức cho người dân.
-Thanh rào cản tự động hoạt động liên tục giúp kiểm soát các phương tiện khi
tham gia giao thông đường dân sinh giao với đường tàu, giúp báo hiệu cho người tham
gia giao thông chú ý hơn khi đi qua phần đường nguy hiểm, đồng thời là dấu hiệu nhận
biết giúp nâng cao ý thức của người dân.
-Thanh chắn an ninh giúp ngành giao thông tiến gần hơn với cơng nghệ hiện đại
có khả năng tự động hóa, thay vì trước đây phải trực 24/24 thì giờ đây với công nghệ tự
động cảm biến giúp giảm nhẹ áp lực cho người công nhân, tăng năng suất lao động và
giảm chi ngân sách Nhà nước trong việc trả lương cho công nhân.
-Với những công dụng trên barie tàu tự động hồn tồn có thể thuyết phục người
tiêu dùng, nhà đầu tư lựa chọn cho các cơng trình của mình khơng chỉ là ngành đường
sắt mà cịn là phương tiện không thể thiếu trong các trường học, bệnh viện, trung tâm
thương mại, khu chung cư,.. .giúp tăng thêm độ chính xác về kiểm sốt an ninh trong
khu vực cần được bảo vệ.
1.3.3. Ưu điểm của Barie tàu:
-Tốc độ đóng mở cần chắn nhanh và linh hoạt, các mức thời gian mà thanh chắn
barie tàu cần cho việc đóng/mở là: 2,5s; 3,5s; 5s; 6s.
-Người sử dụng có thể điều chỉnh thời gian đóng/mở cần chắn thơng qua việc cài
đặt trong hộp số kỹ thuật của sản phẩm.
-Toàn bộ linh kiện sản xuất barie tàu là hợp kim cao cấp, được sơn tĩnh điện chống
trầy xước và những tác động tiêu cực từ thời tiết (nước mưa, độ ẩm và ánh nắng mặt

trời).
-Nhà sản xuất công bố điều kiện thời tiết để barie có thể vận hành là trong khoảng
từ -20°C +55°C.
-Barie tàu hồn tồn có thể đảm bảo độ bền bỉ và tuổi thọ dài lâu của chúng.
1.3.4. Nhược điểm của Barie tàu:
Vì Barie tàu sử dụng là barie tự động cần thẳng, với kích thước lớn và dài nên chỉ
thích hợp cho những nơi rộng rãi.
Cho nên để thiết kế, xây dựng và đặt mua loại barie tự động phù hợp với từng
cơng trình, các kĩ sư sẽ phải tính tốn khơng gian, lượng người qua lại và lập kế hoạch
xây dựng với mỗi nơi cần đặt trạm sao cho hợp lí nhất.

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ LẬP TRÌNH


2.1.
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
- Nói chung, hệ thống điều khiển là tập hợp các máy móc và thiết bị điện tử ở một
nơi để đảm bảo hoạt động của quá trình sản xuất hay một hoạt động của sản xuất ổn
định, chính xác và nhịp nhàng.
-Những thành tựu của sự tiến độ vượt bậc của khoa học công nghệ, các nhiệm vụ
điều khiển phức tạp được hoàn thành nhờ một hệ thống điều khiển tự động cao, đó
chính là bộ điều khiển lập trình và có sự tham gia của cả máy tính. Ngồi việc giao tiếp
tín hiệu với các trường thiết bị vào - ra như (các bảng vận hành, động cơ, cảm biến,
van...), khả năng giao tiếp truyền thông dữ liệu trên mạng giữa các thành phần điều
khiển trong hệ thống cũng được thực hiện. Mỗi thành phần đơn giản trong hệ thống
điều khiển đều đóng một vai trị quan trọng mà khơng cần quan tâm đến kích cỡ.
2.2.
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA BỘ VI XỬ LÝ VÀ BỘ VI ĐIỀU
KHIỂN

-Sự ra đời và phát triển nhanh chóng của kỹ thuật vi điện tử mà đặc trưng mà kỹ
thuật vi xử lí đã tạo ra một bước ngoặc quan trọng trong sự phát triển của khoa học tính
tốn, điều khiển và xử lý thông tin. Kỹ thuật vi xử lí đóng một vai trị rất quan trọng
trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống và khoa học kỹ thuật, đặc biệt là lĩnh vực Tin
học và Tự động hóa.
-Năm 1971, hãng Intel đã cho ra đời bộ vi xử lí (microprocessor) đầu tiên trên thế
giới tên gọi là Intel-4004/4bit, nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết của một công ty kinh
doanh là hãng truyền thông BUSICOM. Intel-4004 là kết quả của một ý tưởng quan
trọng trong kỹ thuật vi xử lí số. Đó là một kết cấu logic mà có thể thay đổi được chức
năng của nó bằng chương trình ngồi chứ khơng phát triển theo hướng tạo ra một cấu
trúc cứng chỉ thực hiện một số chức năng nhất định trước đây.
-Sau đó, các bộ vi xử lí mới liên tục được đưa ra thị trường và ngày càng được
phát triển, hoàn thiện hơn trong các thế hệ sau :
-Vào năm 1972, hãng Intel đưa ra bộ vi xử lí 8-bit đầu tiên với tên Intel-8008/8bit.
-Từ năm 1974 đến 1975, Intel chế tạo các bộ vi xử lí 8-bit 8080 và 8085A. Cũng
trong khoảng thời gian này, một loạt các hãng khác trên thế giới cũng đã cho ra đời các
bộ vi xử lí tương tự như : 6800 của Motorola với 5000 tranzitor, Signetics 6520, 1801
của RCA, kế đến là 6502 của hãng MOS Technology và Z80 của hãng Zilog.
-Vào năm 1976 Intel giới thiệu bộ vi điều khiển (microcontroller) 8748, một chip
tương tự như các bộ vi xử lí và là chip đầu tiên trong họ vi điều khiển MCS-48. 8748 là
một mạch chứa trên 17000 transistor, bao gồm một CPU, 1K byte EPROM, 64 byte
RAM, 27 chân xuất nhập và một bộ định thời 8-bit. IC này và các IC khác tiếp theo của
họ MCS-48 đã nhanh chóng trở thành chuẩn cơng nghiệp trong các ứng dụng hướng
điều khiển (control-oriented application).

- Năm 1978 xuất hiện Intel 8086 là loại bộ vi xử lí 16 bit với 29.000 tranzitor,
Motorola 68000 tích hợp 70.000 tranzitor, APX 432 chứa 120.000 tranzitor. Bộ
vi xử lí của Hewlet Pakard có khoảng 450.000 tranzitor. Từ năm 1974 đến 1984

số tranzitor tích hợp trong một chip tăng khoảng 100 lần.

- Năm 1983, Intel đưa ra bộ vi xử lí 80286 dùng trong các máy vi tính họ AT
(Advanced Technology). 80286 sử dụng I/O 16 bit, 24 đường địa chỉ và không
gian nhớ địa chỉ thực 16MB. Năm 1987, Intel đưa ra bộ vi xử lí 80386 32bit.
Năm 1989 xuất hiện bộ vi xử lí Intel 80486 là cải tiến của Intel 80386 với bộ
nhớ ẩn và mạch tính phép toán đại số dấu phẩy động.

- Năm 1992, xuất hiện Intel 80586 còn gọi là Pentium 64 bit chứa 4 triệu tranzitor.
- Độ phức tạp, sự gọn nhẹ về kích thước và khả năng của các bộ vi điều khiển
được tăng thêm một bậc quan trọng vào năm 1980 khi Intel công bố chip 8051,
bộ vi điều khiển đầu tiên của họ vi điều khiển MCS-51. So với 8048, chip 8051
chứa trên 60.000 tranzitor bao gồm 4K byte ROM, 128 byte RAM, 32 đường
xuất nhập, 1 port nối tiếp và 2 bộ định thời 16 bit - một số lượng mạch đáng chú
ý trong một IC đơn.

- Từ các bộ vi xử lí ban đầu chỉ các bộ vi xử lí trung tâm trong một hệ thống,
khơng thể hoạt động nếu thiếu các bộ phận như RAM, ROM, bo mạch chủ.. .các
hãng đã phát triển các bộ vi xử lí này lên thành các bộ vi điều khiển để phục vụ
các mục đích riêng biệt, khác nhau trong cơng nghiệp. Một bộ vi điều khiển là
một hệ vi xử lí thật sự được tổ chức trong một chip (trong một vỏ IC) bao gồm
một bộ vi xử lí (microprocessor), bộ nhớ chương trình (ROM), bộ nhớ dữ liệu
(RAM), tuy khơng bằng dung lượng RAM ở các máy vi tính nhưng đây khơng
phải là một hạn chế vì các bộ vi điều khiển được thiết kế cho một mục đích hồn
tồn khác, ngồi ra trên chip cịn có bộ xử lí số học logic (ALU) cùng với các
thanh ghi chức năng, các cổng vào/ra, cơ chế điều khiển ngắt, truyền tin nối tiếp,
các bộ định thời.Hiện nay, các bộ vi điều khiển được sử dụng rất rộng rãi và
ngày càng được chuẩn hóa để có thể sử dụng rộng rãi trong các ngành cơng
nghiệp, có mặt trong nhiều máy móc, trong các hàng tiêu dùng.
2.3.

TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN
2.3.1. Khái niệm về vi điều khiển
Vi điều khiển là một máy tính được tích hợp trên một chip, nó thường được sử
dụng để điều khiển các thiết bị điện tử. Vi điều khiển thực chất gồm một vi xử lý có
hiệu suất đủ cao và giá thành thấp (so với các vi xử lí đa năng dùng trong máy tính) kết
hợp với các thiết bị ngoại vi như các bộ nhớ, các modun vào/ra, các modun biến đổi từ
số sang tương tự và từ tương tự sang số, modun điều chế động rộng xung (PWM). Vi
điều khiển thường được dùng để xây dựng hệ thống nhúng. Nó xuất hiện nhiều trong
các dụng cụ điện tử, thiết bị điện, máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, dây truyền tự
động.Hầu hết các loại vi điều khiển hiện nay có cấu trúc Harvard là loại cấu trúc mà bộ
nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu được phân biệt riêng. Cấu trúc của một vi điều
khiển gồm CPU, bộ nhớ chương trình (thường là bộ nhớ ROM hoặc bộ nhớ Flash), bộ
nhớ dữ liệu (RAM), các bộ định thời, các cổng vào/ra để giao tiếp với các thiết bị bên
ngoài, tất cả các khối này được tích hợp trên một vi mạch.


2.3.2. Các loại vi điều khiển được sử dụng trên thị trường Việt Nam hiện nay
• • • “ • “ • • •/
- Có thể nói việc sử dụng các loại vi điều khiển và vi xử lý trong các thiết bị điện
tử tự động ở Việt Nam rất đa dạng, phong phú tùy vào yêu cầu kỹ thuật và giá thành
sản phẩm.
-Đối với các thiết bị như các máy ATM, máy giặt thường sử dụng vi điều khiển
8051, các bộ điều khiển trong robot công nghiệp, trong hệ thống ơ tơ thường sử dụng
PIC, AVR, PsoC, v.v
• Freescale 68HC11 (8-bit)
•

Intel 8051

•

STMicroelectronics STM8S (8-bit), ST10 (16-bit) và STM32 (32-bit)

•

Atmel AVR (8-bit), AVR32 (32-bit), vsf AT91SAM (32-bit)

•

Freescale ColdFire (32-bit) và S08 (8-bit)

•

Hitachi H8 (8-bit), Hitachi SuperH (32-bit)

•

MIPS (32-bit PIC32)

•

PIC (8-bit PIC16, PIC18, 16-bit dsPIC33 / PIC24)

•

PowerPC ISE

•

PSoC (Programmable Sytem-on-Chip)

•
•

Texas Instruments Microcontrollers MSP430 (16-bit), C2000 (32-bit), và
Stellaris (32-bit)
Toshiba TLCS-870 (8-bit/16bit)

•

Zilog Ez8 (16-bit), Ez80 (8-bit)
• Philips Semiconductors LPC2000, LPC900, LPC700

2.3.3. Vi điều khiển thường gồm các linh kiện
-Bộ xử lý trung tâm: CPU
-Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên: RAM
-Bộ nhớ chỉ đọc: ROM
-Cổng đầu vào / đầu ra
-Bộ đếm thời gian và bộ đếm
-Bộ chuyển đổi analog sang digital
-Bộ chuyển đổi digital sang analog
-Cổng giao tiếp nối tiếp
-Mạch dao động


Hình 2.1. Bo mạch vi điều khiển
2.3.4. Đặc điểm của các linh kiện
- Bên trong vi điều khiển chứa đầy đủ các tính năng cần thiết cho một hệ thống
máy tính và có chức năng như một máy tính mà khơng cần các bộ phận kỹ thuật số bên
ngồi.

-Hầu hết các chân ở trong chip vi điều khiển có thể được lập trình bởi người dùng.
-Vi điều khiển có khả năng xử lý các hàm logic.
-Vi điều khiển có tốc độ và hiệu suất cao.
-Cấu trúc on-chip ROM ở trong vi điều khiển giúp bảo mật firmware tốt hơn.
-Linh kiện dễ thiết kế với chi phí thấp và có kích thước nhỏ.

2.3.5. Cấu tạo của vi điều khiển

Hình 2.2. Vi điều khiển
-CPU:

CPU chính là bộ não của vi điều khiển. CPU chịu trách nhiệm tìm và nạp lệnh,
giải mã và thực thi. CPU kết nối các bộ phận của vi điều khiển vào một hệ thống duy
nhất. Chức năng của CPU đó chính là tìm nạp và giải mã lệnh. Lệnh được lấy từ bộ nhớ
của chương trình sao đó được CPU giải mã.
-Bộ nhớ:
Chức năng của bộ nhớ ở vi điều khiển giống như bộ vi xử lí. Nó được sử dụng để


lưu trữ các dữ liệu và chương trình. Vi điều khiển có một lượng RAM và ROM nhất
định (EEPROM, EPROM..hoặc bộ nhớ flash để lưu trữ mã nguồn của chương trình.

- Cổng đầu vào/đầu ra:
Cổng đầu vào/đầu ra được sử dụng chủ yếu để điều khiển hoặc giao tiếp các thiết
bị như màn hình LCD, đèn LED, bộ nhớ, máy in.cho vi điều khiển.
-Cổng nối tiếp:
Cổng nối tiếp tạo ra giao diện nối tiếp giữa vi điều khiển và thiết bị ngoại vi khác
như cổng song song.
-Bộ đếm thời gian / bộ đếm:
Đây là một chức năng hữu ích của vi điều khiển. Một vi điều khiển có thể gồm

nhiều bộ đếm thời gian và bộ đếm. Bộ đếm thời gian và bộ đếm có chức năng là đếm
thời gian và đếm bên trong vi điều khiển.
Hoạt động chính của bộ phận này là làm các chức năng như đồng hồ, phát xung,
đo tần số, tạo ra dao động.Nó cũng được sử dụng để đếm xung ở bên ngoài.
-Bộ chuyển đổi analog thành digital (ADC):
Bộ chuyển đổi ADC được sử dụng nhằm chuyển đổi tín hiệu analog sang dạng
digital. Tín hiệu đầu vào bộ chuyển đổi này phải ở dạng analog (ví dụ: dầu ra cảm biến)
và đầu ra từ thiết bị này phải ở dạng digital. Đầu ra digital có thể sử dụng cho các ứng
dụng kỹ thuật số (ví dụ: các thiết bị đo lường).
-Bộ chuyển đổi digital thành analog (DAC):
Hoạt động của DAC đó là đảo ngược của ADC. DAC chuyển đổi tín hiệu digital
sang định dạng analog. Nó thường được sử dụng để điều khiển các thiết bị analog như
các ổ đĩa, động cơ DC.
-Điều khiển ngắt:
Điều khiển ngắt được sử dụng để ngắt (trễ) chương trình làm việc. Việc ngắt có
thể kích hoạt ở bên ngồi (được kích hoạt bằng cách dùng chân ngắt) hoặc bên trong
(bằng cách dùng lệnh ngắt trong khi lập trình).
Khối chức năng đặt biệt: Một số vi điều khiển chỉ được sử dụng cho vài ứng dụng
đặc biệt (ví dụ: hệ thống không gian và robot) các bộ điều khiển này có chứa cổng bổ
sung để thực hiện các hoạt động đặc biệt đó. Đây được xem là khối chức năng đặc biệt.
2.3.6. Ưu, nhược điểm của vi điều khiển

- Ưu điểm của vi điều khiển: những ưu điểm chính của vi điều khiển đó là:
•

•
•

Vi điều khiển hoạt động như máy vi tính khơng có bất kỳ bộ phận kỹ thuật số
nào tích hợp cao hơn bên trong vi điều khiển giúp giảm chi phí và kích thước

của hệ thống.
Việc sử dụng vi điều khiển cực kỳ đơn giản, dễ khắc phục sự cố và bảo trì hệ
thống.
Hầu hết các chân được lập trình bởi người dùng nhằm thực hiện các chức năng


•
•

khác nhau.
Dễ dàng kết nối thêm các cổng như RAM, ROM, I/O.
Cần ít thời gian để thực hiện hoạt động.

- Nhược điểm của vi điều khiển:
Vi điều khiển có kiến trúc phức tạp nhiều hơn so với vi xử lý.
• Chỉ thực hiện đồng thời một số lệnh thực thi có giới hạn.
• Chủ yếu sử dụng trong các thiết bị vi mơ.
• Khơng thể trực tiếp giao tiếp với các thiết bị công suất cao.
2.3.7. Ứng dụng của vi điều khiển
•

- Chúng ta có thể tìm thấy vi điều khiển ở trong tất cả các loại thiết bị điện tử hiện
nay. Bất kỳ thiết bị nào liên quan đến lưu trữ, đo lường, điều khiển, tính tốn hay
hiển thị thơng tin đều phải có chip vi điều khiển ở bên trong.

- Ứng dụng lớn nhất của vi điều khiển là ở trong ngành công nghiệp ô tô (vi điều
khiển được sử dụng rộng rãi để kiểm soát động cơ và điều khiển cơng suất ơ tơ).
Chúng ta cũng có thể tìm thấy vi điều khiển ở bên trong bàn phím, chuột, máy
in, modem và các thiết bị ngoại vi khác.

- Trong thiết bị thử nghiệm, vi điều khiển giúp dễ dàng thêm các tính năng như
tạo và lưu trữ các thói quen của người dùng, khả năng lưu trữ số đo, và hiển thị
các thông báo cũng như dạng sóng. Sản phẩm tiêu dùng sử dụng bộ vi điều
khiển gồm đầu phát quang, máy quay kỹ thuật số, màn hình LCD / LED...
2.4.
SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN PLC
-Vào những năm của thập niên 20 cho đến 50, khoa học kỹ thuật của một số nước
trên thế giới đã bước qua một giai đoạn phát triển, một số nhà sản xuất tìm và nghiên
cứu đưa ra những giải pháp công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất như tự động
hóa các giai đoạn trong sản xuất, giảm bớt các lỗi được sinh ra ở những công đoạn
phức tạp, hay là đơn giàn hóa các thành phần điều khiển tạo ra những thuận lợi trong
lắp đặt, bảo trì và thay thế, giảm thiểu tối đa không gian lắp đặt. Năm 1968 thiết bị đầu
tiên có khả năng đáp ứng được các nhiệm vụ của các nhà sản xuất đó là: thiết bị điều
khiển lập trình (Programmable Controller) đã được những nhà thiết kế cho ra đời (công
ty General Motor-Mỹ). Tuy nhiên, thiết bị này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người
sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống. Vì vậy các nhà thiết kế từng
bước cải tiến thiết bị làm cho thiết bị đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhưng việc lập
trình cho hệ thống cịn khó khăn, do lúc này khơng có các thiết bị lập trình ngoại vi hổ
trợ cho cơng việc lập trình.
-Để đơn giản hóa việc lập trình, thiết bị điều khiển lập trình cầm tay
(Programmable Controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Điều này đã tạo
ra được một sự phát triển thực sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình. Trong giai đoạn này
các thiết bị điều khiển lập trình PLC chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây
nối trong hệ thống điều khiển cổ điển. Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng


bước tạo ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là: Dạng lập trình
dùng giản đồ hình thang (The Diagram Format).
- Trong những năm thập niên 1970, những hệ thống PLC cịn có thêm khả năng
vận hành với những thuật toán hỗ trợ (arithmetic), “vận hành với các dữ liệu cập nhật”

(data manipulation). Do sự phát triển của các loại màn hình dùng cho máy tính
(Cathode Ray Tube), nên việc giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống
càng trở nên thuận tiện hơn.
-Sự phát triển của công nghệ thông tin và mạch tích hợp điện tử vào những năm
cuối thập niên 80 đã dần dần tạo ra hệ thống phần cứng và phần mềm hoàn thiện về tốc
độ, tin cậy, linh động, giao tiếp.. .cho thay thể thiết bị PLC phát triển mạnh với các
chức năng mở rộng: Hệ thống đầu vào/ra có thể tăng lên đến 8000 cổng vào/ra, dung
lượng bộ nhớ chương trình tăng lên hơn 128000 từ bộ nhớ (word of memory) có thể
gắn thêm nhiều Module bộ nhớ để có thể tăng thêm kích thước chương trình. Ngồi ra
các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống máy tính, tăng khả năng
điều khiển của từng hệ thống riêng lẽ thành một hệ thống PLC chung, kết nối với các
hệ thống máy tính, tăng khả năng điều khiển của từng hệ thống riêng lẽ. Tốc dộ xử lý
của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh hơn làm cho hệ thống PLC xử lý
tốt với các chức năng phức tạp, số lượng cổng vào/ra lớn. Một số thuật toán cơ bản
dùng cho điều khiển cũng được tích hợp vào phần cứng như diều khiển PID (cho điều
khiển nhiệt độ, cho điều khiển tốc độ động cơ, cho điều khiển vị trí), điều khiển mờ, lọc
nhiễu tín hiệu ở tín hiệu đầu vào v.v.
-Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác thông
qua CIM (Computer Intergrated Manufacturing) để điều khiển các hệ thống: Robot,
Cad/Cam, .. .Ngoai ra các nhà thiết kế còn đang xây dựng các loại PLC với các chức
năng điều khiển “thơng minh” cịn gọi là các siêu PLC (super PLC) cho tương lai.

Hình 2. 3. PLC
2.5.
TỔNG QUAN VỀ PLC
2.5.1. Giới thiệu về PLC
- PLC là các chữ được viết tắt từ Programmable Logic Controller, là thiết bị điều


khiển lập trình được cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển logic thơng

qua một ngơn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình
tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác
động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện
được đếm. PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực tế. PLC hoạt động
theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi ở đầu
vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo. Ngơn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State
Logic. Hiện nay các nhiều hãng sản xuất ra PLC như Siemens, Allen-Bradley,
Mitshubishi Electric, General Electric, Omron, Honeywell v.v.
-Từ khi ngành giao thông vận tải nói chung và ngành vận tải đường sắt nói riêng
được đầu tư và phát triển, việc lắp đặt các barie thanh chắn hay rào chắn là điều cần
thiết và để điều khiển được thiết bị này.Người ta thường thực hiện kết nối các linh kiện
điều khiển riêng lẻ (Relay, timer, contactor ...) lại với nhau thành một hệ thống điện
điều khiển đáp ứng nhu cầu đặt ra.
-Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta phải chọn để điều khiển cho ngành
giao thông vận tải hiện đại cần phải hội tụ đủ các yếu tố sau: Tính tự động cao, kích
thước và khối lượng nhỏ gọn, giá thành thấp, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm
việc ổn định linh hoạt.
-Từ đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC (Programble Logic
Controller) ra đời đầu tiên năm 1968 (Công ty General Moto - Mỹ). Tuy nhiên hệ thống
này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận
hành hệ thống, vì vậy qua nhiều năm cải tiến và phát triển khơng ngừng khắc phục
những nhược điểm cịn tại để có được bộ điều khiển PLC như ngày nay, đã giải quyết
được các vấn đề nêu trên với các ưu việt như sau:
• Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học
•

Gọn nhẹ, dễ bảo quản, sửa chữa

Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa những chương trình phức tạp
• Hồn tồn tin cậy trong mơi trường cơng nghiệp

• Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như máy tính, nối mạng, các
module mở rộng.
-Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay cho các phần cứng Relay dây nối và các logic
thời gian. Tuy nhiên bên cạnh đó việc địi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và tính dễ
dàng cho PLC mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lí cũng như giá cả..
-Chính điều này đã tạo ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong cơng
nghiệp, các tập lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm, lượng
lớn, số lượng I/O nhiều hơn.
- Trong PLC phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều
khiển và xử lí hệ thống, chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định
bằng một chương trình. Chương trình này sẽ được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC
sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay
•


mở rộng chức năng của qui trình cơng nghệ, ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong
bộ nhớ PLC. Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dễ dàng
mà không cần một sự can thiệp vật lí so với các bộ dây nối hay Relay.

Hình 2. 4. Cấu trúc bên trong plc
Hiện nay tại việt nam có 2 dịng hãng PLC được dung phổ biến nhất là Siemens
và Mitsubishi, sản phẩm của 2 hãng này có nhiều ưu điểm vượt trội và giá thành phù
hợp với kinh tế.
Các dịng sản phẩm của SIEMENS

Hình 2. 5.Các loại plc
2.5.3. PLC S7-200


Hình 2.6. PLC S7 - 200

a. Định nghĩa
- S7-200 là thiết bị điều khiển logic lập trình loại nhỏ của hãng Siemens, có cấu
trúc theo kiểu Module và có các Module mở rộng. Các Module này được sử dụng cho
nhiều ứng dụng lập trình khác nhau.
-S7-200 thuộc nhóm PLC loại nhỏ, quản lý một số lượng đầu vào/ra tương đối ít.
-Có từ 6 đầu vào/ 4 đầu ra số (CPU221) đến 24 đầu vào/ 16 đầu ra số (CPU226).
Có thể mở rộng các đầu vào/ra số bằng các Module mở rộng.
-Kiểu đầu vào IEC 1131-2 hoặc SIMATIC. Đầu vào sử dụng mức điện áp 24VDC,
thích hợp với các cảm biến.
-Có 2 kiểu ngõ ra là Relay và Transitor cấp dịng.
-Tích hợp sẵn cổng Profibus hay sử dụng một Module mở rộng, cho phép tham
gia vào mạng Profibus như một Slave thơng minh.
-Có cổng truyền thơng nối tiếp RS485 với đầu nối 9 chân. Tốc độ truyền cho máy
lập trình kiểu PPI là 9600 baud, theo kiểu tự do là 300 - 38.400 baud.
-Tập lệnh có đủ lệnh bit logic, so sánh, bộ đếm, dịch/quay thanh ghi, timer cho
phép lập trình điều khiển Logic dễ dàng.
-Ngơn ngữ lập trình: LAD, STL, FBD.
b. Ứng dụng:
Dùng cho các ứng dụng điều khiển logic, điều khiển tuần tự, liên động... trong
công nghiệp và các ứng dụng vừa và nhỏ.


c. Thành phần của S7-200 CPU

Hình 2.7.Các thành phần trên CPU S7-200
CPU S7-200 kết hợp bộ vi xử lý, bộ nguồn, mạch đầu vào và mạch đầu ra trong
một thiết kế nhỏ gọn xem Hình 2 - 4.
S7-200 có các dòng CPU 221, CPU 222, CPU 224, CPU 226... Bảng 2-1 dưới
trình bày một số đặc tính của một số CPU
Bảng 2.1.Một số đặc tính của một số CPU

Feature

CPU 221

CPU222

CPU224

CPU224XP

CPU226

CPU224XPSÍ
90 x 80 x62

90 x 80 x62

120.5 x 80 x
62

140 x 80 x
62

190x80x
62

4096 bytes
4096 bytes

4096 bytes

4096 bytes

8192 bytes
12288 bytes

12288 bytes
16384 bytes

16384 bytes
24576 bytes

2048 bytes

2048 bytes

8192 bytes

10240 bytes

10240 bytes

50 hours
typical

50 hours
typical

100 hours
typical

100 hours
typical

100 hours
typical

14 In/10 Out
2 In/1 Out

24 In/16
Out

Physical size (mm)
Program memory:
With run mode edit
Without run mode
edit
Data memory
Memory backup
Local on - board
I/O
Digital
Analog
Expansion
modules
High - speed
couters
Single phase
Two phase

6 In/4 Out

8 In/10 Out

14 In/10 Out

0 modules

2 modules

7 modules

1

1

4 at 30 kHz

4 at 30 kHz

6 at 30 kHz

2 at 20 kHz

2 at 20 kHz

4 at 20 kHz

7 modules

1

7 modules

1

4 at 30 kHz
2 at 200
6 at 30 kHz
kHz
3 at 20
4 at 20 kHz
kHz
1 at 200 kHz


Pulse outputs

2 at 20 kHz

2 at 20 kHz

2 at 20 kHz

2 at 20 kHz

2 at 20 kHz

1

1

2

2

2

Cartridge
1 RS-485

Cartridge
1 RS-485

Built- in
1 RS-485

(DC)
Analog
adjustments
Real - time clock
Communications
ports
Floating - point
math
Digital I/O image
size
Boolean execution
speed

Built- in
1 RS-485

Built- in
1 RS-485

Yes
256 (128 in, 128 out
0.22 microseconds/instruction

d. Các Module mở rộng
PLC S7-200 có thể mở rộng ngõ vào/ra bằng cách ghép nối thêm các Module mở
rộng về phía bên phải của CPU. Bảng 2-2 dưới trình bày các Module có thể mở rộng
của PLC S7-200. Với các CPU khác nhau các thành phần mở rộng được sẽ khác nhau.
Bảng 2. 2. Danh sách các Module mở rộng của PLC S7-200
T

ype

Expansion Modules
Input
Output
Combination

Analog modules
Input
Output
Combination

8 x DC In

4 x DC Out
8 x DC Out
4 x DC In/
4 x DC Out

Discrete
8 x AC In
4 x Relays
8 x AC Out
8 x DC In/
8 x DC Out

16 x DC In/
16 x DC Out

32 x DC In/
32 x DC Out

4 x DC In/
4 x Relays

8 x DC In/
8 x Relay

16 x DC In/
16 x Relay

32 x DC In/
32 x Relay

4 x Analog In
2 x RTD In
2 x Analog Out
4 x Analog In
4 x Analog Out

8 x Analog In
4 x RTD In
4 x Analog Out

4 x Thermocouple In

8 x Thermocouple In

Position
Ethernet
AS-Interface

16 x DC In
8 x Relay

Intelligent modules
Modem
Ethernet IT
Other modules
SIWAREX MS

PROFIBUS-DP

1

e. Giao tiếp
PLC S7-200 giao tiếp với PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ
chuyển
đổi từPLC
RS232
sang RS485.
Giữa 2-5).
các
S7-200
kết nối với nhau theo giao thức Modbus (xem
Hình


MODBUS RTU

Master
2.5.4.

Hình 2. 8. Giao tiếp Modbus giữa các PLC S7-200
PLC S7-300

Hình 2 . 9. PLC S7 - 300
a. Định nghĩa

- PLC S7-300 là thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình.
- Thiết kế dựa trên tính chất của PLC S7-200 và bổ sung các tính năng mới.
-Kết cấu theo kiểu các Module sắp xếp trên các thanh rack.

b. Ứng dụng

-Ứng dụng trong sản xuất và dân dụng như:
-Điều khiển robot công nghiệp.
-Hệ thống xử lý nước sạch.
-Điều khiển trong các cẩu trục.
-Điều khiển dây chuyền băng tải.
-Máy chế tạo công cụ.
-Máy dệt may v.v...
c. Thành phần của CPU S7-300
- Chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thời gian, bộ đếm, cổng truyền
thơng (RS485)... và có thể có vài cổng vào/ra số onboard.


- PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau, được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong
CPU như CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318.

- Với các CPU có hai cổng truyền thơng, cổng thứ hai có chức năng chính là phục vụ
việc nối mạng phân tán có kèm theo những phần mềm tiện dụng được cài đặt sẵn
trong hệ điều hành. Các loại CPU này được phân biệt với các CPU khác bằng tên gọi
thêm cụm từ DP. Ví dụ Module CPU 314C-2DP.
Các CPU khác nhau thì các thành phần trên không giống nhau, cụ thể các thành phần
trong từng Module như Bảng 2-3 và Bảng 2-4 dưới:
Bảng 2.3. Sự khác nhau các khối bề ngoài của CPU S7-300
Element

312
IFM

313

314

314 IFM

5AE0x
LEDs for DP
interface
Backup
battery/accumulat
or
Connection for
power supply
Memory card
PROFIBUS-DP
interface

31
5

315
-2
DP

316
-2
DP

5AE10

N

YES

O
No

No; via the
front
connector
No

No
accumulat
or

YES

YES

Yes

No
N
o

Yes

Yes
Yes

318

-2