Đồ án Thiết kế hệ thống cửa tự động dùng LOGO

Đồ án Đề Tài: Thiết kế hệ thống cửa tự động dùng LOGO ! Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 1 Thiết kế hệ thống cửa tự động dùng LOGO! Nội dung cơ bản của đồ án gồm: Mở đầu Chương 1: Tổng quan về PLC Chương 2: Modul LOGO! với giải pháp cho bài tốn tự động hố cỡ nhỏ Chương 3: Thiết kế hệ thống cửa tự động dùng LOGO! Kết luận Chương1: TỔNG QUAN VỀ PLC 1.1 Hệ thống điều khiển là gì ?. Toơng quát, moơt heơ thông đieău khieơn là taơp hợp những dúng cú, thiêt bị đieơn tử, được dùng ở những heơ thông caăn đạm bạo tính oơn định, sự chính xác, sự chuyeơn đoơi nhịp nhàng cụa moơt quy trình hoaịc moơt hốt đoơng sạn xuât. Nó thực hieơn bât cứ yeđu caău nào cụa dúng cú, từ cung câp naíng lựơng đên moơt thiêt bị bán dăn. Với thành quạ cụa sự phát trieơn nhanh chóng cụa cođng ngheơ thì vieơc đieău khieơn những heơ thông phức táp sẽ được thực hieơn bởi moơt heơ thông đieău khieơn tự đoơng hóa hoàn toàn, đó là PLC, nó được sử dúng kêt hợp với máy tính chụ. Ngoài ra, nó còn giao dieơn đeơ kêt nôi với các thiêt bị khác (như là: bạng đieău khieơn, đoơng cơ, contact, cuoơn dađy, ….). Khạ naíng chuyeơn giao máng cụa PLC có theơ cho phép chúng phôi hợp xử lý, đieău khieơn những heơ thông lớn. Ngoài ra, nó còn theơ hieơn sự linh hốt cao trong vieơc phađn lối các heơ thông đieău khieơn. Moêi moơt boơ phaơn trong heơ thông đieău khieơn đóng moơt vai trò rât quan trĩng. Từ hình 1.1.a ta thây: PLC sẽ khođng nhaơn biêt được đieău gì nêu nó khođng được kêt nôi với các thiêt bị cạm ứng. Nó cũng khođng cho phép bât kỳ các máy móc nào hốt đoơng nêu ngõ ra cụa PLC khođng được kêt nôi với đoơng cơ. Và tât nhieđn, vùng máy chụ phại là nơi lieđn kêt các hốt đoơng cụa moơt vùng sạn xuât rieđng bieơt. Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 2 Hình 1.1.a : Một hệ thống điều khiển điển hình dùng PLC Sự phát triển của kỹ thuật điều khiến tự động hiện đại và cơng nghệ điều khiển lơgic lập trình dụa trên cơ sở phát triển của tin học, cụ thể là sự phát triển của kỹ thuật máy tính. Sự phát triển của máy tính điện tử và kèm theo nĩ là phát triển tin học cùng với sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động, dựa trên cơ sở tin học, gắn liền với những phát minh liên tiếp sau đĩ đã đĩng một vai trị quan trọng và quyết định trong việc phát triển ồ ạt kỹ thuật máy tính và các ứng dụng của nĩ như PLC, CNC … . Trong quá trình phát triển của khoa học kỹ thuật trước đây ngay vào khoảng thời gian những năm cách đây khơng phải là xa xơi lắm, người ta mới chỉ phân biệt hai phạm trù kỹ thuật điều khiển bằng cơ khí và điều khiển bằng điện tử. Nhưng từ cuối thập kỷ 20 người ta đã phải dùng nhiều chỉ tiêu chi tiết để phân biệt các loại kỹ thuật điều khiển, bởi vì trong thực tế sản xuất cần địi hỏi điều khiển tổng thể những hệ thống máy chứ khơng chỉ điều khiển từng máy đơn lẻ. Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy trở lên nhanh nhạy dễ dàng và tin cậy hơn. Kỹ thuật điều khiển lơgic khả lập trình phát triển dựa trên cơ sở cơng nghệ máy tính và đã từng bước phát triển tiếp cận theo các nhu cầu của cơng nghiệp. Quy trình lập trình lúc ban đầu được chuẩn bị để sử dụng trong các xí nghiệp cơng nghiệp điện tử, ở đĩ trang bị kỹ thuật và tay nghề thành thạo đã được kết hợp với nhau. Đến nay, các thiết bị và kỹ thuật PLC đã phát triển tới mức những người sử dụng nĩ khơng cần giỏi những kiến thức về điện tử mà chỉ cần nắm vững cơng nghệ sản xuất để chọn thiết bị thích hợp là cĩ thể lập trình được. Trình độ của khả năng lập trình được, lập trình dễ dàng hay khĩ khăn, cũng là một chỉ tiêu quan trọng để xếp hạng hệ thống điều khiển. ở đây cĩ sự phân biệt giữa những bộ điều khiển mà người dùng cĩ thể thay đổi được quy trình hoạt động Nút ấn CT giới hạn CT mức CT Hành trình MODUL PLC 0000 0001 Tim oo Tim 00 0001 10000 10001 Mạch phần mềm Mơ tơ Cuộn dây Bộ xấy Đèn Heater Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 3 so với các bộ điều khiển khơng thay đổi được quy trình hoạt động cĩ nghĩa là điều khiển theo quy trình cứng. Tuỳ theo kết cấu của hệ thống và cấu tạo của mỗi thành phần mà mỗi phạm trù điều khiển trên đây lại chia ra làm nhiều loại điều khiển khác nhau. Những đặc trưng lập trình của các loại điều khiển được trình bày trên sơ đồ hình 1.1.b: Hình 1.1.b: Những đặc trưng lập trình của các loại điều khiển 1.2 Vai trị của một bộ điều khiển PLC. Trong moơt heơ thông đieău khieơn tự đoơng, PLC được xem như là trái tim cụa heơ thông đieău khieơn. Với moơt chương trình ứng dúng (đã được lưu trữ beđn trong boơ nhớ cụa PLC) thì PLC lieđn túc kieơm tra tráng thái cụa heơ thông, bao goăm: kieơm tra tín hieơu phạn hoăi từ các thiêt bị nhaơp, dựa vào chuơng trình logic đeơ xử lý tín hieơu và mang các tín hieơu đieău khieơn ra thiêt bị xuât. ĐIỀU KHIỂN Với các chức năng được lưu trữ ằ Tiếp xúc vật lý Bộ nhớ khả lập QUY TRÌNH CỨNG QUY TRÌNH MỀM Khơng thay đổi Thay đổi được Khả lập trình tự do Bộ nhớ thay đổi được Liên kết cứng Lên kết phích cắm Ram eeprom Rom eprom Rơle, linh kiện điện tử, mạch điện tử, cơ thuỷ khí PLC xử lý một bít PLC xử lý từ ngữ Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 4 PLC được dùng đeơ đieău khieơn những heơ thông từ đơn giạn đên phức táp. Hoaịc ta có theơ kêt hợp chúng với nhau thành moơt máng truyeăn thođng có theơ đieău khieơn moơt quá trình phức hợp. 1.3 Các thành phần của một bộ PLC. Phần cứng của các bộ khả lập trình PLC được cấu tạo thành những mơđun (hình 1.3) cho thấy sơ đồ các mơđun phần cứng của một bộ PLC. Một bộ PLC thơng thường cĩ những mơđun phần cứng như sau. + Mơđun nguồn + Mơđun bộ nhớ trương trình + Mơđun đầu vào (thẻ đầu vào) + Mơđun đầu ra (thẻ đầu ra) + Mơđun phối ghép (thẻ phối ghép) + Mơđun chức năng phụ Mỗi mơđun đĩ được lắp thành những đơn vị riêng, cĩ phích cắm nhiều chân để cắm vào rút ra dễ dàng trên một panen cơ khí cĩ dạng bảng hoặc hộp. Trên panen cĩ nắp: + Đường ray nguồn để đưa nguồn điện một chiều (thường là 24v) từ đầu ra của mơđun nguồn lấy từ mơđun nguồn, đưa đi cung cấp cho tất cả các mơđun khác. + Luồng liên lạc để trao đổi thơng tin giữa các mơđun và với bên ngồi. Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 5 Mở rộng được Đơn vị xử lý Bộ nhớ Đ ầu vào Đầu ra Mạch phối Chức năng trung tâm CPU chương trình cĩ lọc khuyếch đại ghép phụ 24v Bus 220v Nguồn năng lượng chính Hình 1.3: Các mơđun phần cứng của một PLC. 1.3.1. Đơn vị xử lý trung tâm CPU. Trong mỗi thiết bị PLC chỉ cĩ một đơn vị trung tâm. Cĩ hai loại đơn vị xử lý: + Đơn vị xử lý “ một – bít”, thích hợp cho việc xử lý các thao tác lơgic, nhưng vì thời gian xử lý là quá dài đối với một tín hiệu đơn cho nên khơng thực hiện được các chức năng phức tạp mà khơng gặp phải những rắc rốivầ vấn đề thời gian. Loại xử lý một bít kết cấu đơn giản cho nên giá thành hạ. Vì vậy tuy xử lý cĩ chậm nhưng vẫn được dùng cho những trường hợp khơng cần nhanh lắm và bài tốn khơng quá phức tạp. + Đơn vị xử lý bằng “ từ ngữ “. Loại xử lý này hấp dẫn hơn loại nĩi trên, vì loại này thích hợp hơn nhiều với việc xử lý nhanh các thơnh tin số. Sở dĩ nĩ đạt được tốc độ cao là vì nĩ khơng xử lý đơn bít mà xử lý từ ngữ bao gồm nhiều bít. Tuy nhiên bộ xử lý từ ngữ cĩ cấu trúc phức tạp hơn nhiều và do đĩ giá đắt hơn, cho nên nĩ khơng thể loại bộ xử lý đơn bít ra khỏi thị trường tin học. Cả hai loại vẫn song song tồn tại và mỗi laọi được lựa chọn tuỳ theo nhu cầu ứng dụng. Bộ điều khiển lơgic khả lập trình với đơn vị xử lý trung tâm bằng từ ngữ được dùng khi địi hỏi xử lý văn bản và các thơng tin số, các phép tính, đo lường đánh giá, điều khiển, kiểm tra,ghi nhớ cũng như xử lý các tín hiệuđơn trong mã nhị nguyên. Màn hình Máy in Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 6 . Như vậy rõ ràng là chính bộ xử lý quyết định khả năng và chức năng của PLC. Dưới đây là bảng so sánh các đặc trưng của đơn vị xử lý trung tâm (CPU) loại 1 bít và loại từ ngữ: Bộ xử lý 1 bít Bộ xử lý từ ngữ Xử lý trực tiếp các tín hiệu đầu vào và đầu ra (địa chỉ đơn) Các tín hiệu đầu vào và đầu ra chỉ cĩ thể được địa chỉ hố thơng qua từ ngữ Cung cấp những lệnh nhỏ hơn, thơng thường chỉ là một quyết định cĩ/ khơng Việc cung cấp những lệnh lớn hơn địi hỏi những tri thức về máy tính Ngơn ngữ đầu vào đơn giản, khơng cần kiến thức tính tốn Ngơn ngữ đầu vào phức tạp dùng cho việc cung cấp lệnh lớn Khả năng hạn chế trong việc xử lý dử liệu số (nghĩa là khơng cĩ khả năng tốn học và lơgic) Thu thập và xử lý dữ liệu số Chương tình liên tiếp chạy khơng gián đoạn, thời gian chu trình tương đối dài Các quá trình thời gian – tới hạn địa chỉ hố qua các lệnh gián đoạn hoặc chuyển đổi điều khiển khẩn cấp Chỉ phối ghép với máy tính đơn giản Phối ghép với máy tính lớn hoặc hệ thống máy tính Khả năng xử lý các tín hiệu tương tự bị hạn chế Xử lý tín hiệu tương tự ở cả đầu vào và đầu ra 1.3.2 Boơ nhớ (Memory). Có nhieău lối boơ nhớ khác nhau. Đađy là nơi lưu giữ tráng thái hốt đoơng cụa heơ thông và boơ nhớ cụa người sử dúng. Đeơ đạm bạo cho PLC hốt đoơng , phại caăn có boơ nhớ đeơ lưu trữ chương trình, đođi khi caăn mở roơng boơ nhớ đeơ thực hieơn các chức naíng khác như : + Vùng đeơm tám thời lưu trữ tráng thái cụa các keđnh xuât / nhaơp được gĩi là RAM xuât / nhaơp + Lưu trữ tám thời các tráng thái cụa các chức naíng beđn trong : Timer , Counter, Relay Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 7 Boơ nhớ goăm có lối sau : + Boơ nhớ chư đĩc (ROM: Read Only Memory): ROM khođng phại là moơt boơ nhớ khạ biên, nó có theơ laơp trình chư moơt laăn. Do đó khođng thích hợp cho vieơc đieău khieơn “meăm” cụa PLC. ROM ít phoơ biên so với các lối boơ nhớ khác. + Boơ nhớ ghi đĩc (RAM: Random Access Memory): RAM là moơt boơ nhớ thường được dùng đeơ lưu trữ dữ lieơu và chương trình cụa người sử dúng. Dữ lieơu trong RAM sẽ bị mât đi nêu nguoăn đieơn bị mât. Tuy nhieđn vân đeă này được giại quyêt baỉng cách gaĩn theđm vào RAM moơt nguoăn đieơn dự phòng. Ngày nay, trong kỹ thuaơt phát trieơn PLC , người ta dùng CMOSRAM nhờ sự tieđu tôn naíng lượng khá thâp cụa nó và cung câp pin dự phòng cho các RAM này khi mât nguoăn. Pin dự phòng có tuoơi thĩ ít nhât moơt naím trước khi caăn thay thê, hoaịc ta chĩn pin sác gaĩn với heơ thông , pin sẽ được sác khi câp nguoăn cho PLC. + Boơ nhớ chư đĩc chương trình xóa được (EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory): EPROM lưu trữ dữ lieơu giông như ROM, tuy nhieđn noơi dung cụa nó có theơ bị xoá đi nêu ta phóng tia tử ngối vào, người viêt phại viêt lái chương trình trong boơ nhớ. + Boơ nhớ chư đĩc chương trình xoá được baỉng đieơn (EEPROM: Electric Erasable Programmable Read Only Memory): EPROM kêt hợp khạ naíng truy linh đoơng cụa RAM và tính khạ biên cụa EPROM, noơi dung tređn EEPROM có theơ bị xoá và laơp trình baỉng đieơn, tuy nhieđn chư giới hán trong moơt sô laăn nhât định. 1.3.3 Các thiêt bị nhaơp. Sự thođng minh cụa moơt heơ thông tự đoơng hóa phú thuoơc vào khạ naíng đĩc các tín hieơu từ các cạm biên tự đoơng cụa PLC. Hình thức giao dieơn cơ bạn giữa PLC và các thiêt bị nhaơp là: Nút ân, caău dao, phím,…. Ngoài ra, PLC còn nhaơn được tín hieơu từ các thiêt bị nhaơn dáng tự đoơng như: cođng taĩc tráng thái, cođng taĩc giới hán, cạm biên quang đieơn, cạm biên câp đoơ , …. Các lối tín hieơu nhaơp đên PLC phại là tráng logic ON/OFF hoaịc tín hieơu Analog. Những tín hieơu ngõ vào này được giao tiêp với PLC qua các modul nhaơp. 1.3.4 Thiêt bị xuât. Trong moơt heơ thông tự đoơng hóa, thiêt bị xuât cũng là moơt yêu tô rât quan trĩng. Nêu ngõ ra cụa PLC khođng được kêt nôi với thiêt bị xuât thì haău như heơ thông sẽ bị teđ lieơt hòan toàn. Các thiêt bị xuât thođng thường là: đoơng cơ, cuoơn dađy nam chađm, relay, chuođng báo ,…. Thođng Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 8 qua hốt đoơng cụa motor, các cuoơn dađy, PLC có theơ đieău khieơn moơt heơ thông từ đơn giạn đên phức táp. Các lối thiêt bị xuât là moơt phaăn kêt câu cụa heơ thông tự đoơng hóa và vì thê nó ạnh hưởng trực tiêp vào hieơu suât cụa heơ thông . Tuy nhieđn, các thiêt bị xuât khác như là : đèn pilot, còi và các báo đoơng chư cho biêt các múc đích như: Báo cho chúng ta biêt giao dieơn tín hieơu ngõ vào, các thiêt bị ngõ ra được giao tiêp với PLC qua mieăn roơng cụa modul ngõ ra PLC. 1.3.5 Mơ đun phối ghép. Mơ đun phối ghép dùng để nối bộ điều khiển khả lập trình PLC với các thiết bị bên ngồi, như màn hình thiết bị lập trình hoặc với panen mở rộng. Thêm vào đĩ , nhiều chức năng phụ cũng cần thiết hoạt động song song với những thiết bị chức năng thuần tuý lơgic của bộ PLC cơ bản . Cũng cĩ khi người ta ghép thêm những thẻ điện tử phụ đặc biệt để tạo ra các chức năng phụ đĩ. Trong những trường hợp này đề phịng phải dùng đến mạch phối ghép. 1.3.6 Các chức năng phụ. Những chức năng phụ điển hình nhất của PLC là: + Bộ nhớ duy trì cĩ cùng chức năng như rơle duy trì, nghĩa là bảo tồn tín hiệu trong quá trình mất điện. Khi nguồn điện trở lại thì bộ chuyển đổi của bộ nhớ nằm ở tư thế như trước lúc mất điện. + bộ thời gian của PLC cĩ chức năng tương tụ như các rơle thời gian. Việc đặt thời gian được lập trình hoặc điều chỉnh từ bên ngồi. + Được lập trình bằng các lệnh lơgic cơ bản hoặc thơng qua các thẻ điện tử phụ. Việc đặt bộ đếm được thực hiện bằng lập trình hoặc bằng nút bấm. + Bộ ghi tương ứng với cơ cấu nút bấm – bước. Bước tiếp theo được thả ra bửi bộ phát thời gian hoặc bằng xung của mạch chuyển đổi. + Chức năng số học được thực hiện để thực hiện bốn chức năng số học cơ bản: cộng, trừ , nhân và chia, và các chức năng so sánh: lớn hơn, nhỏ hơn, bằng và khơng bằng. Sự cĩ mặt của chức năng số học giúp mở rộng đáng kể cơ hội ứng dụng cho PLC . + Chức năng điềi khiển số (NC) – làm cho PLC cĩ thể được ứng dụng để điều khiển các quá trình cơng nghệ trên máy cơng cụ hoặc trên các tay máy của người máy cơng nghiệp. Bộ PLC với các chức năng phụ đặc biệt chỉ thích hợp nếu cĩ chủ định thực hiện các chức năng khác ngồi sự thay thế việc điều khiển rơle đơn giản. nếu các chức Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 9 năng đĩ khơng được sử dụng một cách đầy đủ thì tốt nhất là sử dụng nhữ bộ PLC khơng cĩ các chức năng đĩ. 1.4 So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thơng thường khác . Hieơn nay, các heơ thông đieău khieơn baỉng PLC đang daăn daăn thay thê cho các heơ thông đieău khieơn baỉng relay, contactor thođng thường. Ta hãy thử so sánh ưu, khuyêt đieơm cụa hai heơ thông tređn: ♦ Heơ thông đieău khieơn thođng thường: • Thođ keơch do có quá nhieău dađy dăn và relay tređn bạn đieău khieơn. • Tôn khá nhieău thời gian cho vieơc thiêt kê, laĩp đaịt. • Tôc đoơ hốt đoơng chaơm. • Cođng suât tieđu thú lớn. • Moêi laăn muôn thay đoơi chương trình thì phại laĩp đaịt lái tòan boơ, tôn nhieău thời gian. • Khó bạo quạn và sữa chữa. ♦ Heơ thông đieău khieơn baỉng PLC: • Những dađy kêt nôi trong heơ thông giạm được 80% neđn nhỏ gĩn hơn. • Cođng suât tieđu thú ít hơn. • Sự thay đoơi các ngõ vào, ra và đieău khieơn heơ thông trở neđn deê dàng hơn nhờ phaăn meăm đieău khieơn baỉng máy tính hay tređn Console. • Tôc đoơ hốt đoơng cụa heơ thông nhanh hơn. • Bạo trì và sữa chữa deê dàng. • Đoơ beăn và tin caơy vaơn hành cao. • Giá thành cụa heơ thông giạm khi sô tiêp đieơm taíng. • Có thiêt bị chông nhieêu. • Ngođn ngữ laơp trình deê hieơu. • Deê laơp trình và có theơ laơp trình tređn máy tính, thích hợp cho vieơc thực hieơn các leơnh tuaăn tự cụa nó. • Các modul rời cho phép thay thê hoaịc theđm vào khi caăn thiêt . Do những lý do tređn PLC theơ hieơn rõ ưu đieơm cụa nó so với các thiêt bị đieău khieơn thođng thường khác. PLC còn có khạ naíng theđm vào hay thay đoơi các leơnh tuỳ theo yeđu càu cụa cođng ngheơ. Khi đó ta chư Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 10 caăn thay đoơi chương trình cụa nó, đieău này nói leđn tính naíng đieău khieơn khá linh đoơng cụa PLC. 1.5 Các bước thiết kế một hệ thống điều khiển dùng PLC. Đeơ thiêt kê 1 chuơng trình đieău khieơn cho moơt hốt đoơng bao goăm những bước sau: 1.5.1 Xác định qui trình cođng ngheơ. Trước tieđn , ta phại xác định thiêt bị hay heơ thông nào muôn đieău khieơn. Múc đích cuôi cùng cụa boơ đieău khieơn là đieău khieơn moơt heơ thông hốt đoơng Sự vaơn hành cụa heơ thông được kieơm tra bởi các thiêt bị đaău vào. Nó nhaơn tín hieơu và gởi tín hieơu đên CPU , CPU xử lý tín hieơu và gởi nó đên thiêt bị xuât đeơ đieău khieơn sự hốt đoơng cụa heơ thông như laơp trình sẵn trong chương trình 1.5.2 Xác định ngõ vào, ngõ ra. Tât cạ các thiêt bị xuât , nhaơp beđn ngoài đeău được kêt nôi với boơ đieău khieơn laơp trình. Thiêt bị nhaơp là những contact, cạm biên ... Thiêt bị xuât là những cuoơn dađy , valve đieơn từ , motor, boơ hieơn thị. Sau khi xác định tât cạ các thiêt bị xuât nhaơp caăn thiêt, ta định vị các thiêt bị vào ra tương ứng cho từng ngõ vào, ra tređn PLC trước khi viêt chương trình. 1.5.3 Viêt chương trình. Khi viêt chương trình theo sơ đoă hình baơc thang (ladder ) phại theo sự hốt đoơng tuaăn tự từng bước cụa heơ thông Sử dụng các khối chức năng, đĩ là những hàm logic và những hàm đặc biệt để lập trình. Cĩ thể lập trình trực tiếp trên PLC nhờ các phím chức năng. Hoặc cĩ thể lập trình trên máy tính sau đĩ đổ chương trình xuống PLC nhờ cáp nối. 1.5.4 Náp chương trình vào boơ nhớ. Bađy giờ chúng ta có theơ cung câp nguoăn cho boơ đieău khieơn có laơp trình thođng qua coơng I/O. Sau đó náp chương trình vào boơ nhớ thođng qua boơ console laơp trình hay máy tính có chứa phaăn meăm laơp trình hình thang, hoặc các phần mềm lập trình khác như LOGO! Sotf Comfort, Step7 .... Sau khi náp xong, kieơm tra lái baỉng hàm chuaơn đoán. Nêu được mođ phỏng toàn boơ hốt đoơng cụa heơ thông đeơ chaĩc chaĩn raỉng chuơng trình đã hốt đoơng tôt. 1.5.5 Cháy chương trình. Trước khi nhân nút Start, phại chaĩc chaĩn raỉng các dađy dăn nôi các ngõ vào, ra đên các thiêt bị nhaơp, xuât đã được nôi đúng theo chư định. Lúc đó PLC mới baĩt đaău hốt đoơng thực sự. Trong khi cháy chương Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 11 trình, nêu bị loêi thì máy tính hoaịc boơ Console sẽ báo loêi , ta phại sữa lái cho đên khi nó hốt đoơng an toàn Sau đađy là lưu doă phương pháp thiêt kê boơ đieău khieơn: Xác định yêu cầu của hệ thống điều khiển Vẽ lưu đoă chung cụa heơ thông đieău khieơn Lieơt keđ tât cạ các ngõ ra, ngõ vào nôi tương đôi ù / Chuyeơn lưu đoă sang sơ đoă hình thang Náp laơp trình sơ đoă hình thang thiêt kê cho PLC phaăn Mođ phỏng chương trình và sửa loêi meăm Hieơu chưnh chương trình cho phù hợp Kêt nôi toàn boơ thiêt bị vào, ra với PLC Kieơm tra tât cạ các tiêp đieơm Chương trình OK Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 12 Với bất cứ một bộ điều khiển nào thì người thiết kế đều phải tuân thủ tất cả các bước trên. Nếu khơng muốn hệ thống của mình gặp trục trặc. Chương 2: MODUL LOGO! VỚI GIẢI PHÁP CHO BÀI TỐN TỰ ĐỘNG HỐ CỠ NHỎ Cháy thử chương trình Hieơu đính lái phaăn meăm Náp chương trình vào EPROM Laơp hoă sơ heơ thông cho tât cạ END Chương trình OK Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 13 Modul logic vạn năng với tên gọi là LOGO! Của tập đồn SIEMENS AG tự động hố (AUT) tại Nuernberg, thuộc cộng hồ Liên bang Đức . Phục vụ các nhiệm vụ điều khiển cỡ nhỏ trong các lĩnh vực lắp đặt điện dân dụng và lắp ráp tủ đĩng cắt điện hạ thế, cũng như trong nghành chế tạo máy và các ứng dụng thực tế khác. Nĩ thay thế các cơng nghệ thơng dụng mà hiện tại vẫn cịn đang được sử dụng rộng rãi. LOGO! Chứa đựng tất cả các chức năng như rơle tiếp điểm, rơle trễ, rơle nhớ, rơle xung, bộ phát xung đồng hồ, bộ đếm và đồng hồ định thời gian. LOGO! Giúp tiết kiệm nguyên vật liệu, khơng gian, thời gian và gĩp phần lớn vào hướng giảm giá thành trong nghành kỹ nghệ điện. Tập đồn SIEMENS AG là nhà cung cấp tiên phong, đứng hàng đầu thế giới về các modul logic và đặt tên cho chúng là LOGO! Như một họ thiết bị mới trong nghành kỹ nghệ điện. Với phạm vi tính năng thấp hơn các bộ điều khiển khả trình Micro. LOGO! Ra đời với mục tiêu thực hiện các ứng dụng nơi mà các giải pháp thơng thường với các bộ điều khiển khá trình cỡ nhỏ hoặc tích hợp từ các phânf tử điện tử rời rạc khơng cịn kinh tế, hay chỉ cĩ thể thực hiện được với sự tốn kém về vật liệu, khơng gian và thời gian, khi giá cả chấp nhận được. Thay vì luơn phải phát triển một bảng mạch cho từng ứng dụng cụ thể thì nay đã cĩ modul logic đa năng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Khơng cần một sự đào tạo hay kiến thức đặc biệt nào để làm cho LOGO! hoạt động. Chỉ cần chọn các chức năng tích hợp sẵn và nối chúng lại với nhau bằng việc ấn phím để xây dựng nên các mạch điện và cĩ thể thay đổi các mạch điện này rất dễ dàng vào bất cứ lúc nào khi muốn mà khơng cần phải dùng dụng cụ hay đi dây lại. Tĩm lại là LOGO! rất dễ sử dụng. Một mạch điện sau khi được thiết lập cho phép chép vào một modul trương trình và chuyển sang modul logic khác một cách dễ dàng. So sánh với cơng nghệ thơng thường điều này cĩ nghĩa là giảm thời gian một cách đáng kể. Ngồi ra cịn cĩ một cách khác để lưu trữ các ứng dụng là dùng máy tính cá nhân để lập trình. Những ứng dụng mà LOGO! cĩ thể điều khiển là hầu như khơng cĩ giới hạn. Từ các ứng dụng gia đình và thương mại. Ví dụ như: - Chiếu sáng trong các phịng của nhà, cầu thang, của hàng. - Mạch đèn huỳnh quang. - Hệ thống tưới nước - Máy hàn cáp - Hệ thống băng tải - Hệ thống đo mức Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 14 - Hệ thống nhiệt và thơng giĩ - Hệ thống cảnh báo và chuơng báo động - Thang máy, máy nâng - Hệ thống cửa nhà, gara ơtơ - Hệ thống quản lý năng lượng .... Và rất nhiều những ứng dụng khác nữa. Một ưu điểm nổi bật nữa là LOGO! thoả mãn những yêu cầu cao như: độ chống va đập, độ tương thích điện từ và làm việc được ở những nơi cĩ khí hậu khắc nhiệt. Điều đĩ làm cho LOGO! trở lên lý tưởng cho những ứng dụng cơng nghiệp. Thậm trí cả trên những vùng biển. Trong cam kết của mình những kỹ sư của tập đồn SIEMENS AG đã nĩi: “Ước mơ và những câu chuyện khoa học viễn tưởng về những hoạt động được lập trình thơng minh đã thành hiện thực vào ngày Robốt ra đời. Con người bắt đầu nghĩ tới tương lai của mình khi mọi thao tác đơn giản chỉ là nhấn nút điều khiển tự động. Mục đích của SIEMENS khi tới đất nước xinh đẹp này là đem theo những thiết bị tin cậy với độ chính xác cao, bền vững và các giả pháp kỹ thuật đồng bộ, thích ứng với bất kỳ nhu cầu nào trong hệ thống vận hành sản xuất cơng nghiệp hay dịch vụ kỹ thuật”. SIEMENS AG - Nuremberg - Germany 2.1 Các tính năng kỹ thuật của LOGO! . Hiện nay Siemens đã cho ra đời nhiều mẫu LOGO! với đặc tính kỹ thuật khác nhau như các loại mà đầu ra là transistor, rơle; loại chứa đồng hồ thời gian thực; cĩ hoặc khơng cĩ màn hình; loại 12 đầu vào 8 đầu ra, 8 vào 4 ra... Nhìn chung các loại LOGO! đều cĩ thể lập trình trực tiếp hoặc dễ dàng hơn bằng các phần mềm chuyên dụng như LOGO!Soft; LOGO!Soft Comfort... thơng qua cáp nối với PC hay modul lập trình. Phần mềm LOGO!Soft Comfort với tính năng Simulation đã giúp cho việc lập trình cho LOGO! càng trở nên đơn giản và hiệu quả, tiết kiệm được thời gian và cơng sức. LOGO! cĩ khả năng nhận biết được các trạng thái cơ bản và các hàm sau: - Constants: Input, AsiInput, Output, AsiOutput, Marker, Status 1, Status 0. - Basic Functions: AND, AND (Edge), NAND, NAND (Edge), OR, NOR, XOR, NOT. - Special Functions: On Delay, Off Delay, On/Off Delay, Retentive On Delay, Latching Relay, Pulse Relay, Wiping Relay/Pulse Output, Interval Time-Delay Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 15 Relay, Edge-Triggered, Seven-Day Time Switch, Year Clock, Up/Down Counter, Hours Counter, Pulse Generator, Pulse Generator, Random Generator, Trigger, Stairwell Light Switch, Dual-Function Switch, Message Text. Tài nguyên của LOGO! bị hạn chế ở mức: ( Maximum Resources ) Function Blocks 56 RAM 27 ROM 15 Parameters 48 Timer 16 Stack 58 Digital Inputs 12 Digital Outputs 8 ASi Inputs 4 ASi Outputs 4 Marker 8 Analog Inputs 0 Text Box 5 Vì vậy, khi lập trình cho LOGO! chúng ta cần quan tâm đến các thơng số trên để đảm bảo chương trình cĩ thể chạy tốt trên loại LOGO! mà chúng ta đang cĩ. Các thơng số kỹ thuật của LOGO! + Kích thước 72 x 90 x55 mm + 19 chức năng tích hợp bên trong + 8 đầu vào và 4 đầu ra + Cĩ đồng hồ bên trong cĩ thể lưu nguồn trên 80 giờ trên LOGO! 12RC/ 24RC/ 230RC + Tối đa 56 hàm + Cĩ khả năng tích hợp + Cĩ 3 bộ đếm thời gian + 2 đầu vào 1kHz trên mỗi LOGO! 12RC/24 + 4 bộ chốt trạng thái 2.2 Lắp ráp và nối dây cho LOGO! . Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 16 2.2.1 Lắp ráp. LOGO! được lắp trong hộp nối dây hoặc tủ điện, phải đảm bảo được các đầu nối được bọc cách điện nếu khơng chúng sẽ gây nguy hiểm. LOGO! được gá trên một thânh chuẩn DIN với chiều rộng 35 mm. Sử dụng một tuốc nơ vít cĩ đầu rộng 3 mm để nối dây cho LOGO! . Kích thước dây: 1x2,5 mm2 và 2x1,5 mm2 2.2.2 Nối với nguồn điện. LOGO! 230R và LOGO! 230RC được nối với nguồn điện áp từ 115 – 220 vAC, tần số là 50 – 60 Hz. Diện áp đường dây cĩ thể từ 85 –260 vAC tại điện áp 230v LOGO! tiêu thụ dịng 26mA LOGO! 24 và LOGO! 24R thích hợp với nguồn điện 24vDC điện áp cung cấp cĩ thể từ 20,4 – 28,8v. Với điện áp 24v thì LOGO! 24/24R lần lượt tiêu thụ dịng 30/62mA Kết nối L+ N L+ M I1 I2 ............... I8 L1 N I1 I2 ....................I8 2.2.3 Nối các đầu vào của LOGO! Nối các bộ cảm biến tới đầu vào. Các đầu vào cĩ thể là các cơng tắc, cảm biến quang điện hoặc cơng tắc điều khiển bằng ánh sáng ... Đặc tính của bộ cảm biến cho LOGO! 230R và LOGO! 230RC + LOGO! nhận biết trạng thái 0 (khố mở) tại áp < 40v AC. Dịng vào lớn nhất là 0,24 mA SIEMENS LOGO! 24/24R SIEMENS LOGO! 230R/230RC Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 17 + LOGO! nhận biết trạng thái 1 tại áp >79v AC. khơng thể nối hai dây của cơng tắc hành trình trực tiếp với LOGO! bởi vì dịng đĩng mạch của nĩ lớn. + Khi trạng thái khố thay đổi từ 0 đến 1 trạng thái 1 phải được duy trì ít nhất 50 ms để LOGO! nhận biết nĩ. Cũng như vậy khi chuyển về trạng thái 0. Đặc tính của bộ cảm biến cho LOGO! 24 và 24R + LOGO! nhận biết trạng thái 0 (khố mở) tại áp < 5v DC. dịng vào lớn nhất là 0 3 mA + LOGO! nhận biết trạng thái 1 tại áp >15v DC. Cĩ thể nối 3 và 4 dây của cơng tắc hành trình với các điện áp khác nhau tới LOGO! khơng thể nối hai dây của cơng tắc hành trình trục tiếp với LOGO! bởi vì dịng đĩng mạch của nĩ lớn. + Khi trạng thái khố thay đổi từ 0 đến 1 trạng thái 1 phải được duy trì ít nhất 50 ms để LOGO! nhận biết nĩ. Cũng như vậy khi chuyển về trạng thái 0. Nối mạch L+ L1 M L+ L+ L+ L+ L+......... ... L+ M L+ M I1 I2 I3 I4 I5 ....... I8 L+ M I1 I2 I3 ................... I8 2.2.4 Nối đầu ra của LOGO! . LOGO! 230R/230RC và LOGO! 24R Đầu ra của LOGO! 230RC/230R và LOGO! 24R là các Rơle. Cơng tắc của Rơle được cách ly với nguồn cung cấp và đầu vào. Yêu cầu đối với Rơle đầu ra SIEMENS LOGO! 24/24R SIEMENS LOGO! 230R/230RC Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 18 Bạn cĩ thể nối các tải với nhau ở đầu ra, ví dụ như đèn, đèn huỳnh quang, mơtơ, contactor,....Các tải nối với LOGO! 24R phải cĩ đặc tính như sau: + Dịng chuyển mạch lớn nhất phụ thuộc vào tải và số làn tcá động + Khi cơng tắc đĩng (Q=1), dịng điện cực đại là 8A cho tải thuần trở và 2A cho tải cĩ tính cảm kháng. Đấu nối Đối với LOGO! 230R/230RC và LOGO! 24R L1 Load N/M LOGO! 24 Đầu ra của LOGO! 24 được đĩng mạch nhờ các transistor. Các đầu ra được bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch. Khơng cần phải cĩ nguồn cung cấp riêng cho tải. LOGO! 24 cung cấp điện áp cho tải. Các yêu cầu đối với transistor đầu ra Tải nối với LOGO! 24 phải cĩ đặc tính sau: + Dịng đĩng mạch lớn nhất là 0,3 A + Khi đĩng mạch ( Q=1), dongd điện cực đại là 0,3 A Kết nối LOGO! 230RC Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 19 Load 24v DC, 0,3 A 2.3 Khởi động LOGO! Bật/ Tái khởi động nguồn cung cấp. LOGO! khơng khố cơng tắc nguồn. LOGO! phản ứng như thế nào khi đĩng mạch phụ thuộc vào: + Cĩ chương trình lưu trữ trong LOGO! + Cĩ các nhớ trong LOGO! + Trạng thái LOGO! trước khi tắt nguồn Bảng nay chỉ đáp ứng cho LOGO! với các hồn cảnh cĩ thể cĩ: Nếu Thì Trong LOGO! khơng cĩ chương trình hoặc khơng cĩ card nhớ Xuất hiện dịng sau trên màn hình của LOGO! : “ No Program” LOGO! khơng cĩ chương trình, cĩ card nhớ nhưng card khơng chứa chương trình Xuất hiện dịng sau trên màn hình của LOGO! : “ No Program” LOGO! khơng chứa chương trình và khơng cĩ card nhớ hoặc cĩ thì bộ nhớ rỗng và: + LOGO! đã chạy hoặc ở trong chế độ đặt thơng số trước khi cắt nguồn. + LOGO! đang chạy chế độ lập trình hoặc đĩng No Program hiển thị trước khi tắt nguồn LOGO! sử dụng chương thình lưu trữ và: + Chạy tiếp + Chạy tới menu chính trong chế độ lập trình LOGO! cĩ card nhớ chứa chương trình và: + LOGO! đã chạy hoặc ở trong chế độ LOGO! tự động chép chương trình từ card nhớ và: + Chạy tiếp Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 20 đặt thơng số trước khi cắt nguồn. + + LOGO! đang chạy chế độ lập trình hoặc dongd No Program hiển thị trước khi tắt nguồn + Chạy tới menu chính trong chế độ lập trình Các trạng thái hoạt động. LOGO! cĩ 2 trạng thái hoạt động: + RUN + STOP LOGO! ở trạng thái dừng “ IN STOP” khi khơng cĩ chương trình “ No Program”hoặc chuyển sang chế độ lập trình. LOGO! chạy “IN RUN” được hiển thị (sau khi ấn “STATS” trong menu chính) hoặc đĩng sang “ parametisaton mode” + Đọc trạng thái của đầu vào I1 đến I8 + Tính tốn trạng thái của đầu ra theo chương trình + chuyển mạch Rơle Q1 tớiQ4 trạng thái ON hoặc OFF. 2.4 Lập trình cho LOGO! . Lập trình được hiểu là nhập vào một mạch. Một chương trình của LOGO! thực sự là một sơ đồ mạch thể hiện bằng các cách khác nhau. Chúng ta phải thay đổi cách thể hiện phù hợp với hiển thị của LOGO! 2.4.1 Đầu nối. LOGO! cĩ những đầu vào và đầu ra: Inputs L1 N I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 SIEMENS esc OK Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 21 Outputs Mỗi đầu vào được nhận dạng bới chữ I với con số. khi nhìn LOGO! từ mặt trước, bạn nhận thấy các đầu nối của đầu vào phía trên bên phải. Mỗi đầu ra được đánh dấu bởi chữ Q và một con số. Cĩ thể thấy đầu nối outputs ở phía dưới. Kết nối khi lập trình Khi lập trình cho LOGO! phải nối các đầu nối với các khối. Để làm việc này ta chọn các khối yêu cầu theo menu Co. I1 Đầu vào I1 và I2 được nối với khối OR. Đầu vào của các khối I2 Q khơng sử dụng cịn lại được đánh dấu bằng chữ X X LOGO! cĩ các đầu nối sau: + Vào I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8. + Ra Q1, Q2, Q3, Q4. + Lo: ‘0’ (OFF) + hi: ‘1’ (ON) + X: Khơng nối Đầu vào ra cĩ thể cĩ trạng thái 0 hoặc 1, ‘0’ cĩ nghĩa là khơng cĩ áp ở đầu vào và ‘1’ cĩ nghĩa là cĩ áp ở đầu vào. Các đầu nối Lo, hi, X nhằm mục đích đơn giản hố việc vào chương trình, hi là trạng thái 1, Lo là trạng thái 0, X là khơng nối với cả khối nào. 2.4.2 Các chức năng cơ bản. Khi bạn nhập vào một mạch, bạn tìm khối của hàm cơ bản trong danh sách GF. Cĩ những chức năng cơ bản sau đây: Biểu diễn bằng biếu đồ mạch Biểu diễn LOGO! Chức năng cơ bản Cơng tắc thường mở nối tiếp AND > 1 & Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 22 Cơng tắc thường mở nối song song OR Bộ đảo NOT Cơng tắc tráo đổi kép XOR Cơng tắc thường đĩng nối song song NAND Cơng tắc thường đĩng nối tiếp NOR + AND Nối tiếp nhiều cơng tắc thường mở được Biểu tượng cho AND như sau: thể hiện trong sơ đồ mạch dưới đây: I1 I2 Q X Bảng Logic cho AND Bảng này áp dụng cho AND với x=1( cĩ nghĩa là cổng vào >1 1 =1 & > 1 & Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 23 khơng sử dụng phải ở trạng thái 1) I1 I2 I3 Q 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 + OR Nối song song của một số cơng Biểu tượng cho OR như sau: tắc thường mở được biểu diễn trong sơ đồ mạch sau: I1 I2 Q I3 Khối này được gọi là OR vì đầu ra Q cĩ trạng thái 1 khi I1 hoặc I2 hoặc I3 cĩ trạng thái 1. Nĩi cách kkhác chỉ cần một đầu vào cĩ trạng thái 1. Bảng logic cho OR Bảng sau áp dụng cho OR: x=0 (x=0 cĩ nghĩa là cổng vào khơng được sử dụng phải ở trạng thái 0) I1 I2 I3 I4 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 >1 Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 24 1 1 1 1 + NOT Một bộ đảo được biểu diễn như Trong LOGO! bộ đảo được gọi là NOT: hình vẽ sau: Biểu tượng cho nĩ như sau: Khối NOT cĩ đầu ra ở trạng thái 1 khi đầu vào ở trạng thái 0 và ngược lại. Nĩi cách khác NOT đảo trạng thái ở đầu vào. Sự tiện lợi của NOT là khơng cần cĩ cơng tắc thường đĩng của LOGO! . Cĩ thể sử dụng cơng tắc thường mở và đảo chúng thành cơng tắc thường đĩng bằng khối NOT. Bảng logic của NOT: Bảng sau áp dụng cho NOT x = 1 ( x là cổng vào khơng được sử dụng) I1 Q 0 1 1 0 + NAND Một số cơng tắc thường đĩng nối Trong LOGO! đây là khối NAND song song được trình bầy ở sơ đồ dưới đây biểu tượng của nĩ như sau: I1 I2 Q I3 Khối này là NAND bởi vì đầu ra (Q) chỉ cĩ trạng thái 0 khi cả I1 và I2 và I3 cĩ trạng thái 1. 1 & Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 25 Bảng logic cho NAND Bảng sau áp dụng cho NAND x = 1 (x là cổng vào khơng được sử dụng) I1 I2 I3 Q 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 + NOR Việc nối liên tiếp các cơng tắc loại thường Trong LOGO! đây là khối NOR đĩng được trình bày ở sơ đồ mạch sau: Biểu tượng của nĩ như sau: I1 I2 Q I3 Đầu ra của khối NOR chỉ đĩng (trạng thái 1 ) khi tất cả đầu vào cắt (trạng thái 0). Ngay khi một trong các cổng vào đĩng (trạng thái 1), đầu ra cắt (trạng thái 0). Khối này được gọi là NOR vì đầu ra (Q) chỉ ở trạng thái 1 khi tất cả các đầu vào ở trạng thái 0. Ngay sau khi một trong các cổng vào chuyển sang trạng thái 1, đầu ra của NOR cĩ trạng thái 0. Bảng logic NOR Bảng sau áp dụng cho NOR x = 0 (x cổng vào khơng sử dụng). I1 I2 I3 Q 0 0 0 1 0 0 1 0 >1 Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 26 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 + XOR XOR trong một sơ đồ mạch là nối tiếp Trong LOGO! biểu tượng của nĩ là: của hai cơng tắc đổi nối cho nhau: I1 I2 Q I3 Đầu ra của XOR ở trạng thái 1 khi trạng thái của các đầu vào khác nhau. Bảng logic cho XOR Bảng sau áp dụng cho XOR x = 0 (khi x là cổng vào khơng sử dụng) I1 I2 Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 2.4.3 Các chức năng đặc biệt. Khi bạn nhập một chương trình vào LOGO! bạn sẽ chọn các chức năng đặc biệt trong danh sách SF. Cĩ các loại chức năng đặc biệt sau: Biểu diễn trong biểu đồ mạch Biểu diễn trong LOGO! Chức năng đặc biệt Trg T On – delay =1 Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 27 Trg R T Off – delay Trg R Rơle xung No1 No2 No3 Bộ phát xung đồng hồ R K1 S K1 S R Rơle nhớ En T Bộ phát xung đồng hồ R K1 K1 Trg Q K1 Trg R T R Cnt Dir Par * Lưu ý: Sau một lần mất nguồn điện / phục hồi, trong trường hợp cĩ hàm thời gian, thời gian đã chạy bị xố, và trong trường hợp bộ đếm, giá trị đếm cũng bị xố. RS +/- Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 28 Tất cả các linh kiện điện tử đều cĩ sự khác biệt nhỏ, gây ra sự sai lệch nhỏ trong khi đặt thời gian. Trong LOGO! sự sai lệch là 1%. 2.4.3.1 On – delay ( Bộ đĩng cĩ trễ). Trong LOGO! biểu tượng của On – delay như sau: Trg T Q Đầu vào Trg Khởi đầu thời gian On – delay bằng đầu vào Trg Thơng số T T là thời gian sau đĩ đầu ra đĩng mạch (tín hiệu đầu ra đổi từ 0 lên 1) Biểu đồ thời gian Trg Phần kẻ đậm của biểu đồ thời gian xuất hiện trong biểu tượng On – delay. Q T T Ta start Khi trạng thái đầu vào Trg thay đổi từ 0 lên 1. Ta bắt đầu phát triển ( Ta là thời gian đặt trong LOGO! ). Nếu trạng thái đầu vào Trg được duy trì đủ dài, đầu ra sẽ chuyển lên 1 sau thời gian T đã đủ ( đây là thời gian trễ giữa thời điểm đầu vào chuyển lên 1 cho đến khi đầu ra lên 1). Nếu trạng thái đầu vào Trg trở về 0 trước khi thời gian trơi qua đã đủ, thời gian này bị xố. Đầu ra trở về 0 khi đầu vào Trg lại cĩ trọng thái 0. 2.4.3.2 Off – delay ( Bộ trễ đĩng). Trong LOGO! biểu tượng của Off – delay như sau: Trg R Q T Đầu vào Trg Khởi đầu thời gian off – delay bằng đầu vào Trg Trg Inputs Thời gian cho off – delay và đặt đầu ra về 0 thơng qua đầu vào R ( R được ưu tiên trước Trg) Thơng số T T là thời gian sau đĩ được cắt ( tín hiệu đầu ra chuyển Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 29 từ 1 về 0 Biểu đồ thời gian Phần kẻ đậm trong biểu đồ thời gian xuất hiện trong off – delay. Trg R Q Ta start T T Khi đầu vào Trg chuyển sang 1, đầu ra chuyển ngay sang 1. Nên trạng thái Trg chuyển từ 1 sang 0, thời gian đặt của LOGO! Ta được bắt đầu cà dữ nguyên đầu ra. Khi Ta đạt được giá trị đặt (Ta =T) . Đầu ra (Q) được chuyển về 0. Nếu đầu ra Trg lại chuyển từ ON sang Off, thời gian Ta lại được bắt đầu lại. Bạn reset lại thời gian Ta và đầu ra thơng qua đầu vào R (reset) trước khi thời gian đã trơi qua. 2.4.3.3 Rơle xung (pulse relay). Trong LOGO! biểu tượng của pulse relay như sau: Trg R Q Đầu vào Trg Bạn sử dụng đầu vào để đĩng và cắt đầu ra Chức năng T Bạn sử dụng đầu vào R (reset) để reset lại pulse rơle và chuyển đầu ra về 0. (R ưu tiên trước Trg) Biểu đồ thời gian Phần kẻ đậm của biểu đồ thời gian suất hiện trong biểu tượng pulse relay. Trg R Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 30 Q Mỗi khi trạng thái của đầu vào Trg chuyển từ 0 sang 1, trạng thái của đầu ra thay đổi . Bạn reset pulse rơle về trạng thái ban đầu bằng đầu vào R. Sau khi cĩ nguồn hay reset. Pulse rơle được reset và đầu ra (Q) chuyển về 0. 2.4.3.4 Đồng hồ ( khố định thời gian). Mạch khố định thời gian chỉ cĩ trong loại LOGO! cĩ chữ C (tức là clock - đồng hồ) ví dụ LOGO! 230 RC. Mỗi đồng hồ cĩ 3 cam định giờ. Khối đồng hồ được biểu diễn như sau: No1 No2 Q No3 Thơng số No1, No2, No3 Bạn sử dụng thơng số No để cho 3 cam định giờ của đồng hồ. Thơng số của cam No1 như sau: Khối B01 Cam No1 B01: No1 Day =Mon + Mon là thứ 2 On =06:00 Thời gian mở là 6 giờ Off =19:00 Thời gian tắt là 19 giờ Ngày trong tuần Su Chủ nhật Mon Thứ hai Tu Thứ ba We Thứ tư Th Thứ năm Fr Thứ sáu Sa Thứ bảy Mo..Fr Hàng ngày từ thứ 2 đến Thứ sáu Mon..Sa Hàng ngày từ thứ 2 đến Thứ bảy Mo..Su Hàng ngày từ thứ 2 đến Chủ nhật Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 31 Sa..Su Thứ bảy và Chủ nhật. Định thời gian đĩng: Bất kỳ thời gian nào giữa 00:00 giờ và 23:59 giờ --:-- cĩ nghĩa là khơng định thời gian đĩng. Định thời gian cắt: Bất kỳ thời gian nào giữa 00:00 giờ và 23:59 giờ --:-- cĩ nghĩa là khơng định thời gian cắt. Bộ nhớ đệm cho đồng hồ. Trong LOGO! 230RC đồng hồ trong vẫn chạy khi mất nguồn. Nĩi cách khác đồng hồ cĩ nguồn dự phịng. Thời gian dự phịng của nguồn LOGO! 230RC phụ thuộc vào nhiệt độ của mơi trường. Tại nhiệt độ là 400C nguồn dự chữ cho 8 giờ. Sự trùng nhau của các cam: Bạn sử dụng các cam để đặt thời gian đĩng và cắt. Tại thời gian đĩng, đồng hồ đĩng đầu ra trừ khi nĩ đã đĩng sẵn; tại thời gian cắt khố ngắt đấu ra trừ khi nĩ đã ngắt sẵn. on No1 off 10:00 15:00 on No2 off 9:00 18:00 on No3 off 8:00 16:00 Chuyển mạch đĩng Chuyển mạch cắt Ưu tiên: Nếu đặt thời gian đĩng, cắt tại cùng một thờ điểm cho các cam, thời gian đĩng cắt sẽ mâu thuẫn nhau. Trong thường hợp này cam 3 cĩ ưu tiên hơn cam2 và cam 2 cĩ ưu tiên hơn cam 1. Đặt đồng hồ khố định giờ Đặt thời gian chuyển mạch tiến hành như sau: + Định vị con trỏ tới vị trí của đồng hồ (ví dụ No1). + Bấm phím OK. LOGO! mở cửa sổ thơng số cho vịng cam. Con trỏ vị trí ngày của tuần. Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 32 + Sử dụng phím ⇑ ⇓ để lựa chọn một hay nhiều ngày của tuần. + sử dụng phím ⇒ để di chuyển con trỏ tới đầu của thời gian đĩng. + Đặt thời gian đĩng: Bạn sử dụng phím ⇑ ⇓ để thay đổi giá trị. Để di chuyển con trỏ tới vị trí khác ta sử dụng phím ⇐ ⇒ . Bạn cĩ thể lựa chọn giá trị --:-- tại vị trí đầu tiên ( --:-- cĩ nghĩa là cơng tắc khơng hoạt động). + Đặt thời gian tắt quá trình tương tự như bước trên. + Kết thúc quá trình nhập của bạn bằng việc ấn phím OK. 2.4.3.5 Rơle tự giữ. Thường thì một mạch điện cần duy trì trạng thái đĩng. Điều này liên quan đến tự giữ. LOGO! cĩ một khối riêng cho loại mạch này. Biểu tượng của Rơle tự giữ như sau: S R Q Đầu vào S Bạn đặt đầu ra (Q) ở 1 nhờ đầu vào S (Set) Đầu vào R Bạn Reset đầu ra (Q) về 0 nhờ đầu vào R (Reset) Nếu R và S đều ở trạng thái 1cùng lúc, đầu ra được cắt (Reset được ưu tiên) Tác động chuyển mạch Rơle tự giữ là một mạch flip – flop (trigger) giản đơn. Giá trị đầu ra phụ thuộc trạng thái đầu vào và trạng thái của đầu ra trước đĩ. Bảng sau biểu diễn quan hệ giữa chúng: Sn Rn Bạn đặt đầu ra (Q) ở 1 nhờ đầu vào S (Set) 0 0 Giá trị giữ nguyên 0 1 0 Reset 1 0 1 Set 1 1 0 Reset (Reset được ưu tiên trước Set) 2.4.3.6 Phát xung đồng hồ. RS Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 33 Biểu tượng của máy phát xung đồng hồ trong LOGO! : En T Q Đầu vào En Đĩng và cắt phát xung đồng hồ thơng qua đầu vào En Thơng số T T là thời gian đĩng, cắt của đầu ra Biểu đồ thời gian En Q T T T T Bạn sử dụng thơng số T để định thời gian giữa đĩng và cắt. Bạn dùng cổng vào En để phát xung chạy. Phát xung đồng hồ đưa thời gian về 1 trong thời gian T, sau đĩ lại về 0 trong thời gian T, và cứ tiếp tục cho tới khi đầu En chuyển về 0. Chú ý thời gian được xác định T ≥ 0,10 giây như vậy dưới khoảng đĩ Tkhơng được coi là khơng cĩ. 2.4.3.7 On – delay nhớ Biểu tượng của On – delay nhớ trong LOGO! : Trg R Q T Trg Input Bạn khởi động thời gian cho On delay nhờ đầu vào Trg R Input Bạn Reset thời gian cho On delay và đặt đầu ra về 0 nhờ đầu vào R ( R được ưu tiên) Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 34 Thơng số T Tlà thời gian sau đĩ đầu ra được đĩng ( đầu ra chuyển từ 0 lên 1) Biểu đồ thời gian Phần in đậm của biểu đồ thời gian suất hiện trong biểu tượng của On delay nhớ: Trg R Q Ta starts T T Nếu trạng thái đầu vào Trg thay đổi từ 0 đến 1, thời gian Ta được khởi động. Khi Ta đạt tới thời gian T, đầu ra (Q) chuyển sang 1. Nếu chuyển trạng thái khác vào Trg sẽ khơng cĩ hiệu lực đối với Ta. Đầu ra và thời gian Ta khơng được tái khởi động về 0 cho đến khi trạng thái của đầu vào R lại chuyển sang 1. 2.4.3.8 Bộ đếm thuận nghịch. Biểu tượng của bộ đếm thuận nghịch được biểu diễn như sau: R Cnt Q Dir Par Đầu vào R Bạn đặt giá trị bên trong Counter và chuyển đầu ra về 0 thơng qua đầu vào R ( R ưu tiên trước Cnt) Đầu vào Cnt Bộ đếm số lần biến đổi từ trạng thái 0 đến trạng thái 1 tại Cnt . Các thay đổi từ trạng thái 1 đến 0 khơng được tính tần số đếm cực đại tại các cực vào là 5 Hz . Đầu vào Dir Bạn chỉ định hướng đếm nhờ đầu vào Dir, Dir = 0 : Đếm thuận +/- Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 35 Dir = 1 : Đếm nghịch Bộ đếm tính từ 0 đến 9999. Trong trường hợp đếm tràn hoặc dưới mức thấp, bộ đếm dừng. Thơng số Par Nếu giá trị đếm bên trong lớn hơn hoặc bằng Par thì đầu ra chuyển trạng thái. Par cĩ thể ở giữa 0 và 9999. Biểu đồ thời gian R Cnt Dir Par 0 Q Cứ một sườn dương Cnt (sườn lên), bộ đếm trong được tăng 1 (Dir = 0) hoặc giảm 1 (Dir = 1), nếu giá trị đếm bằng giả trị trong Par, đầu ra (Q) chuyển sang 1. Bạn cĩ thể sử dụng reset input để chuyển bộ đếm về 0000, khi R = 1 thì đầu ra là 0. Chú ý: Nếu bạn tắt nguồn cung cấp cho LOGO! , giá trịđếm bên trong bị xố sau khi cĩ điện lại, giá trị đếm bên trong là 0 ( Cnt = 0000). 2.4.4 Khối (BN). Lúc bạn đặt một khối vào trong chương trình, LOGO! hãy cho khối này một con số, gọi là số khối. Số khối xuất hiện ở gĩc trên bên phải của màn hình. LOGO! dùng số khối để biểu thị sự liên kết: Số khối B01 B02 I1 I2 Q I3 B01 B02 B03 Q1 X Q1 ≥ 1 ≥ 1 Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 36 Di chuyển con trỏ tới một khối trong chương trình được diễn ra như sau: Đặt con trỏ trên một khối đầu vào cĩ số khối ( trong biểu đồ, đặt vị trí con trỏ ở đầu vào thứ 2 của khối B01 ), và ấn nút ⇐. Con trỏ chuyển tới khối cĩ số khối đã ghi ( khối B03 trong biếu đồ ). Dùng số khối cịn cĩ tiện lợ sau. Cĩ thể nối bất cứ khối nào tới một đầu vào của khối hiện tại bằng sồ khối của nĩ. Theo cách này, cĩ thể sử dụng các kết quả logic tạm thời hoặc các phép khác nữa. Nĩ giúp bạn giảm được thời gian cho việc phải vào đi vào lại cũng như giảm được bộ nhớ trong LOGO! và mạch trở lên rõ ràng và dễ hiểu hơn. 2.4.5 Yêu cầu cho bộ nhớ và kích thước của một mạch. Một chương trình (hoặc một biểu đồ mạch) cĩ những vấn đề cần quan tâm: + Số khối kết nối. + Bộ nhớ hiện dùng. Số khối kết nối theo từng chuỗi Cĩ một chuỗi 7 khối giữa một đầu vào và một đầu ra. I1 I2 I4 I5 x I6 I7 B03 I1 I2 Q I3 ≥ 1 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B9B8 B10 Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 37 7 khối Bộ nhớ Các khối chức năng trong chương trình yêu cầu bộ nhớ trong LOGO! . Tuỳ thuộc chức năng sử dụng, số vùng bộ nhớ biến đổi. Vùng nhớ ý nghĩa Vùng mà các giá trị cuối cùng được lưu trữ ( ví dụ các giá trị giới hạn của bộ đếm) Vùng mà các giá trị thực tại được lưu trữ ( ví dụ giá trị đếm hiện tại ) Vùng đo chưc năng thời gian sử dụng (off – delay) ∗ Vùng các khối chức năng được lưu giữ. Bảng sau cho thấy một cái nhìn tổng thể về bộ nhớ phải cĩ mà mỗi khối chức năng chiếm trong mỗi vùng nhớ. Vùng nhớ Chức năng ∗ Các chức năng cơ bản 0 0 0 1 On – delay ( đĩngcĩ trễ) 1 1 1 1 Off – delay (cắt cĩ trễ) 2 1 1 1 Rơle xung 0 1 0 1 Clock ( cơng tắc thời gian) 6 2 0 1 Rơle tự giữ 0 1 0 1 Phất xung đồng hồ 1 1 1 1 Bộ trễ nhớ (retentive delay) 2 1 1 1 Bộ đếm 2 2 0 1 Số bộ nhớ của LOGO! 27 24 10 30 Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 38 Một chương trình bao gồm : Chương trình cài đặt vừa đủ cho LOGO! Nếu bạn khơng thể nhập thêm một khối nữa khi vào chương trình, cĩ nghĩa là vùng nhớ đã đầy. LOGO! cung cấp cho bạn các khối khi cịn đủ chỗ. Nếu như khơng đủ chỗ trong LOGO! khơng thể chọn số khối dài hơn trong bảng liệt kê. Khi một vùng nhớ bị đầy, hãy tối ưu lại mạch của mình hoặc sử dụng thêm một LOGO! nữa. 2.4.5 Các quy tắc “vàng” khi sử dụng LOGO! . Quy tắc 1: Nhập mạch ở chế độ lập trình. chuyển tới chế độ lập trình bằng cách ấn đồng thời 3 nút ⇒ , ⇐ và OK. Thay đổi giá trị của thời gian và thơng số trong chế độ đặt thơng số. Chuyển tới chế độ đặt thơng số bằng cách ấn đồng thời 2 nút ESC và OK. Quy tắc 2: Nhập một mạch theo trình tự từ đầu ra đến đầu vào. Quy tắc 3: Khi nhập vào một mạch ta thực hiện: + Khi con trỏ xuất hiện theo dạng dấu _ bạn cĩ thể di chuyển con trỏ . - Dùng các phím ⇐, ⇒ , ⇓ và ⇑ để di chuyển con trỏ trong mạch. - Bấm OK để chọn khối / mạch nối. - Bấm ESC để thốt khỏi đầu vào mạch + Khi con trỏ xuất hiện dưới dạng một khối đậm, bạn chọn một khối / mạch nối . - Sử dụng các phím ⇑, ⇓ để chọn một khối / mạch nối. - Bấm OK để chấp nhận sự chọn lựa - Bấm ESC để trở lại bước 1. Quy tắc 4: LOGO! chỉ cĩ thể lưu giữ các chương trình đã hồn tất. 2.4.6 Tổng quan các menu chính của LOGO! . Chế độ lập trình Menu chính Menu lập trình ¾ Soạn thảo chương trình Xố chương trình Đặt đồng hồ Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 39 Menu PC/Card Chế độ đặt thơng số Mênu đặt thơng số 2.4.7 Đưa vào một chương trình Một mạch đã thiết kế muốn nhập nĩ vào LOGO! . Dưới đây chỉ ra cách làm: + chuyển sang chế độ lập trình ( progaming mode ). Bạn đã nối LOGO! và đã đĩng cơng tắc nguồn. Dịng thơng báo dưới đây hiển thị trên màn hình: Chuyển LOGO! sang chế độ lập trình. Để thực hiện điều đĩ dồng thời ấn cả 3 nút: ⇐, ⇒ và OK. Vấn đề là phải ấn đồng thời cả 3nút nhằm phịng ngừa cĩ ai đĩ đã chuyển sang chế độ lập trình. Khi bấm song các nút đĩ , menu LOGO! xuất hiện. Chình đơn chính của LOGO! ¾ Chương trình PC/ Card Khởi động ¾ Soạn thảo chương trình Xố chương trình Đặt đồng hồ ¾ Đặt đồng hồ Đặt thơng số No program Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 40 Phía gĩc trái ở trên dịng đầu tiên bạn sẽ thấy một ký hiệu “>” bạn bấm nút ⇑, ⇓ để di chuyển dấu “>” lên và xuống. Di chuyển “>” tới “Program” và bấm OK. LOGO! sẽ chuyển tới chế độ lập trình. Trình đơn lập trình của LOGO! Tương tự bạn cĩ thể di chuyển dấu “>” bằng cách sử dụng các nút ⇑, ⇓ . Đặt dấu “>” tại vị trí “ Edit Program” (vào chương trình ) và bấm nút OK. Khi đĩ LOGO! sẽ hiển thị cho bạn đầu ra Q1: Bạn cĩ thể chọn các đầu ra khác bằng các phím chức năng. Tại thời điểm này bạn cĩ thể bắt đầu nhập mạch của mình vào. + Hiệu đính các lỗi đánh sai. Sửa các lỗi đánh sai trong LOGO! rất dễ - Khi chưa kết thúc việc nhập cĩ thể sử dụng ESC để trở lại bước trước - Nếu đã kết thúc việc nhập thì chỉ cần bắt đầu lại: . Chuyển con trỏ tới vị trí cĩ lỗi . Chuyển tới chế độ vào :OK . Nhập cách nối đúng cho đầu vào. Chỉ cần thay đổi một khối bằng một khối khác nếu khối mới cĩ đầu vào bằng số đầu vào cũ. Tuy nhiên cĩ thể xố khối cũ để thay vào một khối mới. Cĩ thể xen bất cứ khối nào bạn muốn. ¾ Program .. PC / Card Clock Start ¾ Edit Prg Clear Prg Prg name Password Q1 Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 41 + Xố một chương trình : Để xố một chương trình cần tiến hành các bước sau: - LOGO! chuyển tới menu lập trình. Di chuyển dấu “>” tới “Clear Prg” sau đĩ ấn OK. Để tránh xố chương trình một cách vơ ý LOGO! thêm vào một thơng báo phụ: Nếu muốn xĩa chương trình , di chuyển dấu “>” tới “yes”, nếu khơng thì đến “No” và bấm OK. LOGO! sẽ xố chương trình và trở lại menu lập trình. + Sử dụng Program module / card Bạn cĩ thể sao chương trình lưu trữ trong LOGO! vào một Program card / module vào một LOGO! khác. Bạn cĩ thể sử dụng card / module để: - lưu dữ các chương trình - Sao chương trình - Gửi chương trình theo đường bưu điện - Lập và kiểm tra chương trình trong văn phịng và sau đĩ chuyển tới các LOGO! khác trong phịng. LOGO! được cung cấp kèm theo một hộp đựng cịn Program module / card thì cung cấp riêng. - Tạo bản sao 1 chương trình tới card / module. Lắp Program module / card vào Chuyển vị trí con trỏ tới vị trí PC / Card, và bấm OK ¾ Edit Prg Prg name Clear Prg Password Clear Prg ¾ No Yes Program .. ¾ PC /Card .. Clock Start Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 42 Menu “chuyển “ xuất hiện. Di chuyển con trỏ tới LOGO! → Card và bấm OK. Khi đang copy trên màn hình xuất hiện ký tự “#” nhấp nháy. Khi hồn tất việc sao lưu nĩ trở về menu chính. - Copy một chương trình từ Program Card / module tới LOGO! . Copy tự động khi LOGO! khởi động Copy qua PC / Card của LOGO! Các bước giống như trên nhưng chỉ khác là khi menu “ chuyển” xuất hiện Di chuyển “>” tới Card / Module và bấm OK. + Nối LOGO! tới một PC. Để nối LOGO! tới một PC bạn cần cĩ một cáp nối PC’ Chuyển tới chế độ PC ↔ LOGO! cĩ hình sau xuất hiện Bây giờ máy tính cĩ thể vào LOGO! . để chấm dứt kết nối với máy tinh bạn bấm ESC. 2.4.8 Đặt thơng số cho LOGO! . Để vào Mode đặt thơng số ta bấm đồng thời 2 nút OK và ESC. LOGO! chuyển sang chế độ đặt thơng số và hiển thị menu của nĩ như sau: ¾ PC ↔ LOGO! LOGO! → Card Card → LOGO! PC / Card LOGO!→ Card > Card→ LOGO! PC ↔ LOGO! Stop: Press ESC Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 43 Menu Set Clock chỉ suất hiện nếu như LOGO! cĩ khố định thời gian/ đồng hồ. Ví dụ LOGO! 230RC. Set Clock cho phép đặt đồng hồ của LOGO! . Các thơng số cĩ thể là: - Thời gian trể của một rơle thời gian - Thời gian đĩng / mở các cam của đồng hồ - Giá trị ngưỡng của một Counter. Chọn một thơng số Muốn chọn một thơng số để thiết lập lại. Ta di chuyển con trỏ trong menu chính tới lệnh mà ta cần thiết lập lại . Ví dụ: Set Param Bấm OK. LOGO! hiển thị thơng số đầu tiên: Thơng số Giá trị đặt cho đồng hồ Thời gian hiên tại trong LOGO! Muốn thay đổi một thơng số: Chọn thơng số mong muốn. Bấm OK bảng giá trị sẽ hiện ra. Di chuyển con trỏ tới vị trí cần thay đổi. Để thay đổi ta ấn phím ⇑ hoặc ⇓, khi đã đạt được giá trị mơng muốn ấn phím OK. 2.4.9 Đặt thời gian ( LOGO! 230RC). Đặt thời gian trong chế độ đặt thơng số. Chuyển sang chế độ đặt thơng số bằng cách ấn đồng thời OK và ESC. Chọn Set clock và bấm OK, menu sau xuất hiện Con trỏ được đặt phía trước ngày trong tuần. Chọn ngày trong tuần bằng các phím chức năng, cũng như vậy cho đặt thời gian đúng. Kết thúc bằng phím OK. ¾ Stop Set Pargam Set Clock pra Name B01 : T T = 12 : 00m Ta = 00 : 00m Set Clock Day = _ Mon Time = 09: 00 Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 44 Chương 3 : MODUL LOGO! VỚI CỬA TỰ DỘNG Trong các tồ nhà lớn hiện nay như cơng sở, bệnh viên, ngân hàng, siêu thị ... đều cĩ trang bị những thiết bị hiên đại như điều hồ nhiệt độ ... và cũng do yêu cầu về an ninh cũng như thẩm mỹ nữa. Điều đĩ địi hỏi cửa lúc nào cũng cần phải đĩng kín. thế nhưng tại những nơi đĩ luơn luơn cĩ rất đơng người ra vào. Khơng lẽ mọi người muốn ra vào lại phải đĩng mở những cánh cửa to lớn nặng nề đĩ. Điều đĩ là rất bất tiện và gây ra khơng ít phiền tối. Vì vậy địi hỏi ở những cơng trình đĩ lắp đặt một hệ thống của được điều khiển tự động hồn tồn. Khi cĩ người đến gần phải lập tức mở cửa, khi khơng cĩ người tự động đĩng cửa lại. Khơng những thế nĩ cịn phải đạt được một số chỉ tiêu về độ an tồn khác nữa. Từ nhu cầu hết sức cần thiết đĩ nhĩm chúng em đã tìm hiểu yêu cầu cơng nghệ, và thử tìm một giải pháp cho vấn đề đĩ. Với mong muốn là sau khi hồn thành cĩ thể đưa vào sử dụng lắp đặt ở một cơng trình nào đĩ. Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 45 3.1 Yêu cầu cơng nghệ của một hệ thống cửa tự động. Trước hết đặt giờ mở và đĩng cho tồn bộ hệ thống: 6 giờ sáng mở cho hệ thống hoạt động để mở, đĩng cửa bình thường. 18 giờ ngắt hệ thống ngừng tiếp nhận khách. khách ở ngồi sẽ khơng vào được nhưng hệ thống sẽ vẫn mở cửa nếu cĩ người đi từ trong ra. Đặt ngày hoạt động cho hệ thống: Từ thứ 2 đến thứ 6: Giờ mở 6h giờ đĩng 19h Riêng thứ 7 : Giờ mở 6h giờ đĩng 13h. Yêu cầu cho hoạt động của hệ thống: Từ 6h sáng khi cĩ người đi từ ngồi vào hay từ trong ra, cửa tự động mở. Khi hết hành trình mở dừng lại, trong quá trình mở sẽ cĩ một đèn báo luơn nhấp nháy. Cửa sẽ luơn mở khi cĩ người đứng ở cửa. Khi người đi qua cửa sẽ tự động đĩng lại sau một thời gian ngắn, trước khi đĩng sẽ cĩ chuơng báo trong quá trình đĩng cũng cĩ đèn báo nhấp nháy. Kết thúc quá trình đĩng ngừng động cơ kéo. Hệ thống cứ hoạt động như vậy cho đến 18h người chỉ cĩ thể đi từ trong ra cịn người từ ngồi sẽ khơng vào được vì cửa sẽ khơng mở. Cho đến 19h cửa sẽ đĩng hồn tồn. Ngồi ra cửa cịn được lắp một thanh áp lực an tồn để tránh cho người khỏi bị mắc kẹt ở cửa bởi vì nếu cửa đang đĩng mà cĩ người hay vật lạ bị kệt thanh an tồn phát lệnh ngừng đĩng và cửa sẽ tự động mở ra. Để đáp ứng yêu cầu đi lại liên tục và tiết kiêm năng lượng những lúc đơng khách, Hoặc tạm thời đĩng của trong một thời gian nào đĩ hệ thống sẽ cĩ 3 chế độ hoạt động Mở thường xuyên – Tự động - Đĩng thường xuyên. Bên trong Cảm biến trong (S2) CTGH Mở CTGH Đĩng Động cơ Cảm biến ngồi (S1) Cảm biến Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 46 3.2 Tính số đầu vào đầu ra phân cổng vào ra cho PLC. Từ yêu cầu cơng nghệ của hệ thống ta tính được số đầu vào, đầu ra như sau: Đầu vào: - Cảm biến ngồi S1 - Cảm biến trong S2 - Cơng tắc giới hạn mở - Cơng tắc giới hạn đĩng - Cơng tắc đặt chế độ mở thường xuyên - Cơng tắc đặt chế độ đĩng thường xuyên - Thanh áp lực an tồn ( Safety pressure bar) Đầu ra: - Động cơ mở cửa - Động cơ đĩng cửa - Đèn báo nhấp nháy - Chuơng Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 47 Từ yêu cầu cơng nghệ, số đầu vào, đầu ra tính được và các loại Modul PLC hiện cĩ trên thị trường. Ta nhận thấy Modul LOGO! 230RC của tập đồn SIEMENS tự động hố là phù hợp nhất nĩ đảm bảo tất cả các tính năng kỹ thuật cần cĩ, giá thành vừa phải, phù hợp với điều kiện khí hậu của Việt Nam. Modul LOGO! 230RC là modul logic vạn năng với 8 đầu vào số ( I1... I8 ), 4 đầu ra rơle (Q1 ... Q4 ), điện áp đầu vào 115/ 230v AC. Cĩ đồng hồ bên trong cĩ thể lưu nguồn trên 80h . Đặc biệt nĩ cĩ khả năng tichs hợp thêm các modul mở rộng nếu cần tăng thêm số đầu vào và đầu ra. Cĩ thể nĩi modul LOGO! 230RC thoả mãn được tất cả những yêu cầu mà bài tốn đặt ra. Phân cổng vào, ra cho LOGO! : Đầu vào: Cấu kiện được sử dụng Đầu vào Cảm biến ngồi Sensor S1 I1 Cảm biến trong Sensor S2 I2 Cơng tắc giới hạn mở I3 Cơng tắc giới hạn đĩng I4 Chế độ mở thường xuyên I5 Chế độ đĩng thường xuyên I6 Thanh áp lực an tồn ( S – P – B ) I7 Đầu ra: Thiết bị thừa hành Đầu ra Điều khiển động cơ mở cửa Q1 Đền báo nhấp nháy Q2 Điều khiển động cơ đĩng cửa Q3 Chuơng Q4 3.3 Lưu đồ chương trình. S1=1 S2=1 S1=1 S1=1 Q2=1, Q4=1 Q3 1 T 2s Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 48 3.4 Đấu nối. L1 CT Đặt S1 S2 GH Mở GH Đĩng O – A – C SPB L1 N I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 SIEMENS Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 49 K1 Đèn K2 Chuơng N Nối dây cho bài tốn cửa tự động của LOGO! . 3.5 Nguyên lý hoạt động của mạch. Thứ hai - Thứ sáu: Từ 6h sáng đồng hồ thời gian của LOGO! cho phép hệ thống bắt đầu làm việc. Khi cĩ người đến gần cửa cảm biến hồng ngoại phát hiện, tín hiệu đầu vào từ (0 → 1) PLC phát tín hiệu ra lệnh mở cửa (K1 cĩ điện ). Hết hành trình mở, cánh cửa va vào cơng tắc hành trình. PLC phát tín hiệu dừng quá trình mở ( K1 mất điện ). Trong quá trình mở cửa, đầu ra Q2 của PLC cĩ tín hiệu, Đèn báo nhấp nháy. Khi người qua khỏi cửa cảm biến hồng ngoại chuyển tín hiệu đầu vào từ (0 → 1). Sau một thời gian ( do đầu ra bị khống chế bởi bộ Off – delay ) PLC phát tín hiệu ra lệnh đĩng cửa lại ( K2 cĩ điện ). Đồng thời ( Q4 = 1) chuơng phát ra tiếng kêu trong thời gian ngắn, và đèn báo nhấp nháy. Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 50 Trong quá trình cửa đang đĩng nếu người hay vật bị vướng mắc SPB sẽ cĩ tín hiệu đầu vào là 1. Thì ngay lập tức cửa sẽ mở ra ngay cho đến khi hết hành trình.Hoặc là khi cửa đang đĩng mà lại cĩ người đến gần thì ngay lập tức cửa ngừng đong và mở ra ngay. Ngồi ra cửa cịn cĩ 2 chế độ nữa đĩ là mở thường xuyên và đĩng thường xuyên. Nhằm phục vụ vào giờ cao điểm. Hệ thống cứ hoạt động như vậy cho đến khi 18h, đồng hồ khố định thời gian sẽ ngừng quá trình mở, cửa nếu cĩ người muốn vào cửa cũng khơng mở. Lúc đĩ chỉ cịn cảm biến hồng ngoại S2 là cịn tác dụng phát hiện người và mở cửa để mọi người cĩ thể ra ngồi. Đến 19h đồng hồ khố định thời gian sẽ ngừng hồn tồn hệ thơng lại. Lúc này cửa đĩng hồn tồn. Thứ 7: Hệ thống chỉ hoạt đơng từ 6h sáng đến 13h ( đến 12h củ chỉ mở cho người đi ra ). Kết quả chạy thực ngiệm của mơ hình Trong quá trình làm đồ án, phần mơ hình thực nhiệm. Do điều kiện khơng cho phép nên tác giả khơng thể sử dụng những thiết bị như đúng yêu cầu cơng nghệ. Mà đã thay bằng một số thiết bị khác phù hợp với điều kiện, nhưng vẫn đảm bảo sự hoạt động của hệ thống Ví dụ như: Các đầu vào (Sensor S1,S2 ...), được thay bằng các cơng tắc ( Switch) kiểu gạt hoặc kiểu xoay. Các đầu ra được thay bằng đèn, chuơng. Tuy nhiên tất cả hoạt động của hệ thống vẫn đạt được yêu cầu. Đúng như yêu cầu cơng nghệ đã đặt ra. Mơ phỏng hoạt động của hệ thống bằng các thao tác bật, cắt cơng tắc. Mở hay đĩng cửa được hiển thị bằng đèn. Nĩi chung mơ hình thực ngiệm hoạt động tốt, ổn định, đạt được các yêu cầu đã đặt ra trước khi thực hiện đồ án. Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 51 KẾT LUẬN Trong bất kỳ một hệ thống điều khiển nào sự hoạt động ổn định của nĩ là thước đo quan trọng đánh giá chất lượng của hệ thống. Ngồi ra cịn rất nhiều yếu tố nữa như yêu cầu về thẩm mỹ, giá thành, dễ hay khĩ điều khiển ... Qua thời gian nghiên cứu và tiến hành thực hiện đề tài “ Modul LOGO! với giải pháp cho bài tốn tự động hố cỡ nhỏ”. Tác giả đã tiến hành nghiên cứu một ứng dụng hết sức cụ thể và mong rằng sẽ được đem ra ứng dụng trong thực tế, đĩ là dùng Modul LOGO! 230RC để điều khiển cửa tự động. Qua chạy thử bằng mơ phỏng máy tính và trên mơ hình thực tế thì hệ thống hoạt động tương đối tốt. Độ ổn định cao, ngồi ra nĩ cịn một số ưu điểm nổi bật nữa đĩ là giá thành thấp, việc đấu nối, điều khiển là hết sức đơn giản, độ an tồn cao. Tuy nhiên do thời gian ngắn và cịn nhiều khĩ khăn về kinh phí nên đồ án khơng thể tránh được thiếu sĩt. Tác giả mong rằng các Thầy và các bạn thẳng thắn gĩp ý để đề tài được hồn thiện hơn, và khi ứng dụng vào thực tế sẽ đạt được kết quả cao nhất. Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 52 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cơ giáo khoa Điện nĩi chung và các Thầy cơ trong tổ bộ mơn tự động hố nĩi riêng. Đã tận tình dạy dỗ truyền đạt những kiến thức chuyên mơn cũng như những kinh nghiệm sống phong phú của mình cho chúng em. Giúp chúng em cĩ đủ những kiến thức cũng như sự tự tin cần thiết, để hồ nhập vào cuộc sống đấy những thử thách trước mắt. Em cũng mong rằng, bằng những kiến thức mà các thầy cơ đã trang bị. Em sẽ gĩp phần xây dựng đất nước vì sự phát triển của bản thân và cả cộng đồng. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Vũ Hữu Thích thuộc bộ mơn tự động hố - khoa điện, tất cả bạn bè cùng lớp đã hết lịng giúp đỡ em cả về chuyên mơn cũng như sự động viên khích lệ cần thiết kể từ khi nhận đề tài cho đến khi hồn thành đề tài, đĩ là động lực giúp em cĩ thể hồn thành tốt được đề tài này. Tuy nhiên do thời gian cĩ hạn và kiến thức của bản thân cịn nhiều hạn chế nên trong quá trình làm đồ án khơng thể tránh được những thiếu sĩt. Em mong rằng các thầy cơ và các bạn đọc chân thành gĩp ý xây dựng để đồ án được hồn thiện hơn. Và mong muốn lớn nhất của em là sau khi hồn thành, đồ án sẽ được ứng dụng vào thực tế. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn. Tác giả. Nguyễn Hồng Quân Khoa Điện Đồ án tốt nghiệp 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) Trần Dỗn Tiến – Tự động điều khiển các quá trình cơng nghệ – NXB Giáo Dục – 1998 (2) GS Nguyễn Trọng Quế – Hướng dẫn sử dụng LOGO! CTy Thương mại Kỹ thuật Đơng Nam A ASEATEC Co ., Ltd Hà Nội - 4 – 1997 (3) Tạp trí Tự động hố ngày nay – Hội khoa học cơng nghệ tự động Việt Nam - 2002 (4) LOGO! Manual - SIEMENS AG - 2001.