ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC SIEMENS THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG THỜI GIAN THỰC

Hiện nay, tình hình giao thông ở Việt Nam ngày một nghiêm trọng do tình trạng kẹt xe liên tục diễn ra trên các tuyến đường lớn và nhỏ, ngã tư,.. đặt biệt là vào khung giờ cao điểm, chúng ta có thể thấy hầu hết các cột đèn giao thông đều được chỉnh theo một số giây hay phút cố định nào đó và dẫn đến khi lưu thông trên các tuyến đường, dù tuyến đường đó đông hay không đông thì đèn giao thông vẫn chạy theo số giây đã được cài đặt sẵn, không có sự thay đổi dẫn đến vấn đề ùn tắc diễn ra liên tục. Và khi nhận thấy đƣợc vấn đề này, nhóm em đã nghiên cứu và chọn đề tài: “Ứng dụng bộ điều khiển PLC Siemens thiết kế hệ thống đèn giao thông thời gian thực”. Đề tài này cũng không quá xa lạ với mọi ngƣời, nhƣng đến với đề tài này nhóm chúng em muốn hướng đến là một mô hình đèn giao thông có đầy đủ các số các chế độ để có thể tối ưu, bao gồm chế độ ưu tiện dọc, ưu tiên ngang, chế độ hoạt động theo thời gian thực và tạo ra giao diện Wincc có thể giám sát, điều khiển và điều chỉnh thời gian đơn giản hơn. Đề tài này giúp chúng em hiểu rõ hơn về PLC, đồng thời tích lũy thêm nhiều kiến thức mới. Đặc biệt là những kinh nghiệm trong quá trình lắp mạch, nhóm được cọ xát nhiều hơn, tiếp xúc thực tế công việc bên ngoài nhiều hơn về cách lắp đặt và đi dây thiết bị. Thực tế song do thời gian và kiến thức có hạn, nên đề tài còn nhiều điểm thiếu sót. Nhóm rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các thầy cô để có thể năng cao chất lượng của đề tài và phát triển hơn.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

-🙣🙣🙣 -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC SIEMENS THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÈN

GIAO THÔNG THỜI GIAN THỰC

Giảng viên hướng dẫn: THS NGUYỄN ANH HOA

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐÌNH ĐỨC

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

-🙣🙣🙣 -ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC SIEMENS THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐÈN

GIAO THÔNG THỜI GIAN THỰC

Giảng viên hướng dẫn: THS NGUYỄN ANH HOA

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐÌNH ĐỨC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Hiện nay, tình hình giao thông ở Việt Nam ngày một nghiêm trọng do tình trạng kẹt

xe liên tục diễn ra trên các tuyến đường lớn và nhỏ, ngã tư, đặt biệt là vào khung giờ cao điểm

3 Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu :

- Khái quát định nghĩa hệ thống đèn giao thông

-Kết nối của PLC S7-1200 (PROFINET)

-Thiết kế mô hình đèn giao thống thời gian thực sử dụng bộ điều khiển PLC S7 1200

4 Tài liệu tham khảo dự kiến

Tài liệu Win CC bằng tiếng Việt, tham khảo trên webdien.com.vn Link :

http://webdien.com/d/showthread.php?t=72104

5 Ngày giao đề tài: Ngày 14 tháng 10 năm 2022

Ngày nộp quyển: Ngày 15 tháng 02 năm 2023

TRƯƠNG NAM HƯNG NGUYỄN ANH HOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA ĐK&TĐH

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

I Thông tin chung

Họ và tên người hướng dẫn: Nguyễn Anh Hoa

Đơn vị công tác: Khoa Điều khiển và Tự động hóa

Được báo cáo: 

Không được báo cáo: 

Hà Nội, ngày 14tháng 02 năm 2023

Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Anh Hoa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc KHOA ĐK&TĐH

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Kết quả thực hiện và báo cáo trước hội đồng của sinh viên:

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2023

Ủy viên hội đồng Thư ký hội đồng Chủ tịch hội đồng

II GVHD xác nhận sau chỉnh sửa (nếu có)

………

………

………

Hà Nội, ngày….tháng…năm 2023

Giáo viên hướng dẫn Thư ký hội đồng Chủ tịch hội đồng

Nguyễn Anh Hoa

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, tuy nhóm làm đề tài đã gặp không ít khókhăn nhưng với sự giúp đỡ nhiệt tình và chân thành từ quý thầy cô, bạn bè và gia đình

đề tài của chúng em đã được hoàn thành tốt

Sau một thời gian nỗ lực học tập, tìm hiểu và tra cứu một số tài liệu tham khảo,

em đã hoàn thành cuốn đồ án với đề tài “Ứng dụng bộ điều khiển PLC Siemens

thiết kế hệ thống đèn giao thông thời gian thực” dưới sự giúp đỡ tận tình của thầy,

cô giáo và các bạn

Em xin được bày tỏ lời cảm ơn tới các thầy, cô trong khoa Điều khiển & Tựđộng hóa - Trường Đại học Điện lực Đặc biệt là cô giáo THs Nguyễn Anh Hoa đãluôn theo sát, chỉ bảo và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện cuốn đồ án tốt nghiệpnày Em cũng xin cảm ơn tới các bạn trong lớp D13CNKTĐK đã luôn đồng hành vàgiúp đỡ lẫn nhau trong quá trình học tập và thực hiện cuốn đồ án này

Mặc dù em đã nỗ lực và cố gắng để hoàn thành đồ án, tuy nhiên đang là sinhviên nên kiến thức còn hạn hẹp, hiểu biết thực tế chưa được nhiều, do đó trong quátrình thực hiện đồ án này khó có thể tránh khỏi những khiếm khuyết, sai sót Em rấtmong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để bài đồ áncủa em được hoàn thiện hơn

SINH VIÊN THỰC HIỆN

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, tình hình giao thông ở Việt Nam ngày một nghiêm trọng do tìnhtrạng kẹt xe liên tục diễn ra trên các tuyến đường lớn và nhỏ, ngã tư, đặt biệt là vàokhung giờ cao điểm, chúng ta có thể thấy hầu hết các cột đèn giao thông đều đượcchỉnh theo một số giây hay phút cố định nào đó và dẫn đến khi lưu thông trên cáctuyến đường, dù tuyến đường đó đông hay không đông thì đèn giao thông vẫn chạytheo số giây đã được cài đặt sẵn, không có sự thay đổi dẫn đến vấn đề ùn tắc diễn raliên tục

Và khi nhận thấy được vấn đề này, nhóm em đã nghiên cứu và chọn đề tài: “Ứng dụng bộ điều khiển PLC Siemens thiết kế hệ thống đèn giao thông thời gian thực”.

Đề tài này cũng không quá xa lạ với mọi người, nhưng đến với đề tài này nhómchúng em muốn hướng đến là một mô hình đèn giao thông có đầy đủ các số các chế độ

để có thể tối ưu, bao gồm chế độ ưu tiện dọc, ưu tiên ngang, chế độ hoạt động theothời gian thực và tạo ra giao diện Wincc có thể giám sát, điều khiển và điều chỉnh thờigian đơn giản hơn

Đề tài này giúp chúng em hiểu rõ hơn về PLC, đồng thời tích lũy thêm nhiềukiến thức mới Đặc biệt là những kinh nghiệm trong quá trình lắp mạch, nhóm được cọxát nhiều hơn, tiếp xúc thực tế công việc bên ngoài nhiều hơn về cách lắp đặt và đi dâythiết bị Thực tế song do thời gian và kiến thức có hạn, nên đề tài còn nhiều điểm thiếusót Nhóm rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để có thể năng cao chất lượngcủa đề tài và phát triển hơn

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày tháng 02 năm 2023

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 11

DANH MỤC BẢNG BIỂU 14

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 15

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 17

1.1 Giới thiệu về đề tài nghiên cứu 17

1.1.1 Khái quát định nghĩa hệ thống đèn giao thông 17

1.1.2 Một số phương pháp điều khiển 22

1.1.2.1 Phương pháp điều khiển dùng IC số mạch logic 22

1.1.2.2 Phương pháp điều khiển dùng vi điều khiển 22

1.1.2.3 Hệ thống điều khiển trực tiếp 23

1.2 Mục đích nghiên cứu 24

1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 24

1.4 Phướng pháp nghiên cứu 24

1.5 Các kết quả đạt được sau khi nghiên cứu 26

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200 27

2.1 Giới thiệu chung về S7-1200 27

2.1.1 Tổng quan 27

2.1.2 Phân loại 28

2.2 Cấu trúc của s7-1200 30

2.2.1 Giao diện phần cứng S7 1200 30

2.2.2 Cấu trúc bên trong 30

2.2.3 Cách đi dây cho PLC 32

2.2.4 Ứng dụng của PLC S7-1200 32

2.3 Các lệnh lập trình S7-1200 33

2.3.1 Các lệnh về bit 33

2.3.2 Bộ định thời (Timer) 35

2.3.3 Lệnh đếm (Counter) 40

2.3.4 Lệnh so sánh 44

2.3.5 Lệnh toán học 45

2.3.6 Nhóm lệnh chuyển đổi 47

2.4 Kết nối của PLC S7-1200 (PROFINET) 49

2.4.1 Khái niệm chung 49

2.4.2 Truyền thông với một thiết bị lập trình 51

2.4.3 Giao tiếp HMI- PLC 51

2.4.4 Giao tiếp giữa PLC với PLC 52

2.5 Đặc điểm của PLC S7-1200 vượt trội hơn PLC S7-200 54

2.5.1 Phần cứng 54

2.5.2 Về truyền thông 55

2.5.3 Đặc tính kỹ thuật 56

2.5.4 Vùng nhớ và vùng làm việc 56

2.5.5 Cấu trúc chương trình 57

2.5.6 Cấu trúc ngắt 58

2.6 Phần mềm 58

2.6.1 TIA Professional ( TIA) 58

2.6.2 Giới thiệu SIMATIC Win CC Professional Runtime 63

CHƯƠNG III THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐÈN GIAO THỐNG THỜI GIAN THỰC SỬ DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC S7 1200 68

3.1 Tính toán thiết kế phần cứng 68

3.1.1 Relay trung gian 68

3.1.2 Chọn áp tô mát 68

3.1.3 Chọn nút ấn 69

3.1.4 Đèn báo 24VDC 69

3.2 Thiết kế phần mềm 70

3.2.1 Mô tả hoạt động 70

3.2.2 Sơ đồ hệ thống 70

KẾT LUẬN 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1: Đặc điểm cơ bản của PLC S7-1200 27

Bảng 2 2 : Các thông số của lệnh 34

Bảng 2 3 : Bảng thông số 34

Bảng 2 4: Bảng thông số 36

Bảng 2 5 : Bảng thông số 37

Bảng 2 6: Bảng thông số 38

Bảng 2 7: Bảng thông số 39

Bảng 2 8 : Bảng thông số 40

Bảng 2 9 : Bảng thông số 41

Bảng 2 10 : Bảng thông số của CTRL_HSC 43

Bảng 2 11 : Các thông số 44

Bảng 2 12 : Thông số lệnh 45

Bảng 2 13 : Thông số lệnh 45

Bảng 2 14: Thông số lệnh 46

Bảng 2 15 : Thông số lệnh 47

Bảng 2 16 : Các thông số 47

Bảng 2 17 : Điều kiện mã 48

Bảng 2 18 : Giao thức Ethernet 52

Bảng 2 19: Bảng tín so sánh tín hiệu I/O của S7-1200 với S7-200 54

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ T

Hình 1 1 :Phương pháp mô hình hoá, nguồn internet 24

Y Hình 2 1: Hình dáng bên ngoài của PLC S7-1200 27

Hình 2.2: Cấu trúc bên ngoài của s7-1200 CPU 1212C 30

Hình 2 3: Cấu trúc bên trong của PLC 31

Hình 2 4: Sơ đồ đấu dây của PLC S7-1200 32

Hình 2.5 Hình thể hiện trạng thái ON/OFF của NO và CO trong Ladder (LAD) 33

Hình 2 6: Lệnh đảo 34

Hình 2 7 :Lệnh lấy vi phân sườn lên và lấy vi phân sườn xuống 34

Hình 2 8: Lệnh xuất đầu ra 34

Hình 2 9: Lệnh SET/RESET 35

Hình 2 10: Lệnh Timer TP 35

Hình 2 11: Giản đồ định thì xung 36

Hình 2 12: Lệnh TON 36

Hình 2 13: Giản đồ định thì ON-delay 37

Hình 2 14: Lệnh TOF 38

Hình 2 15: Giản đồ định thì OFF-delay 38

Hình 2 16: Lệnh TONR 39

Hình 2 17 : Giản đồ định thì có nhớ ON-delay 40

Hình 2 18: Lệnh CTU 40

Hình 2 19: Biểu đồ thời gian CTU 41

Hình 2 20: Lệnh CTD 41

Hình 2 21: Giản đồ thời gian CTD 42

Hình 2 22: Lệnh CTUD 42

Hình 2 23: Giản đồ thời gian của CTUD 43

Hình 2 24: Lệnh CTRL_HSC 44

Hình 2 25: Lệnh so sánh bằng 45

Hình 2 26: Lệnh ADD 45

Hình 2 27: Lệnh MUL 46

Hình 2 28: Lệnh MOD 47

Hình 2 29: Lệnh CONV 48

Hình 2 30: Lệnh ROUND/TRUNC 48

Hình 2 31: Các cấu trúc kết nối PLC với thiết bị khác 50

Hình 2 32: Kết nối giữa CPU với máy tính 51

Hình 2 33: Kết nối HMI với PLC S7-1200 52

Hình 2 34: Kết nối giữa PLC với PLC 52

Hình 2.35: Hình so sánh khả năng mở rộng modul của S7-1200 với S7-200 55

Hình 2 36: Các kết truyền thông của PLC S7-1200 56

Hình 2 37: :Hình so sánh bộ nhớ của S7-200 và S7-1200 57

Hình 2 38 :Hình mô tả cấu trúc ngắt của S7-200 và S7-1200 57

Hình 2 39: Hình mô tả cấu trúc ngắt của S7-200 và S7-1200 58

Hình 2 40: Biểu tượng phần mềm 59

Hình 2 41: Màn hình khởi động 59

Hình 2 42: Tạo Project 60

Hình 2 43: Cấu hình thiết bị cho dự án 60

Hình 2 44: Lựa chọn thiết bị PLC cần dùng cho dự án 61

Hình 2 45: Cấu hình IP cho PLC 62

Hình 2 46: Cửa sổ lập trình 62

Hình 2 47: Thêm chương trình con hoặc khối dữ liệu 63

Hình 2 48: Chọn PC System 65

Hình 2 49: Cấu hình cho trạm PC Station 66

Hình 2 50: Cấu hình mạng cho trạm PC Station 66

Hình 2 51: Giao diện màn hình thiết kế của WinCC 67

Hình 3 1: MY4ZN-D2 +PYF14A 68

Hình 3 2: áp tô mát một pha hai cực 32A 68

Hình 3 3 Nút nhấn nhả 69

Hình 3 4: Đèn báo 24VDC 69

Hình 3 5: Sơ đồ khối hệ thống 70

Hình 3 6: Lưu đồ thuật toán chọn khung giờ hoạt động 72

Hình 3 7: Lưu đồ thuật toán hệ thống 72

Hình 3 8: Lưu đồ thuật toán hệ thống 73

Hình 3 9: Bảng các tag trong PLC 74

Hình 3 10: Tủ điều khiển mô hình đèn giao thông thời gian thực 75

Hình 3 11: Mô hình đèn giao thông thời gian thực 76

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1.

1.1.1 Khái quát định nghĩa hệ thống đèn giao thông

a Khái niệm

Đèn giao thông (còn được gọi tên khác là hệ thống đèn tín hiệu giao thông, đènđiều khiển giao thông, hay đèn xanh đèn đỏ) là một thiết bị được dùng để điều khiểngiao thông ở những giao lộ có lượng phương tiện lưu thông lớn (thường là ngã ba, ngã

tư đông xe qua lại) Đây là một thiết bị quan trọng không những an toàn cho cácphương tiện mà còn giúp giảm ùn tắc giao thông vào giờ cao điểm Nó được lắp ở tâmgiao lộ hoặc trên vỉa hè Đèn tín hiệu giao thông có thể hoạt động tự động hay cảnh sátgiao thông điều khiển

b Lịch sử

Chỉ dành cho tàu hỏa

Ra đời trước ô tô, đèn tín hiệu ban đầu chỉ dành cho tàu hỏa Lúc đầu, nó thắpsáng bằng khí gas Sau 43 năm chúng chạy bằng điện nhưng vẫn cần người điều khiểncho tới khi hoàn toàn tự động vào năm 1950 Ban đầu tín hiệu giao thông chưa có đènvàng và thay nó là chiếc còi hú vang khi cần

Lịch sử đèn tín hiệu có từ tháng 10 năm 1868, khi người ta đặt hệ thống đèn ngaybên tòa nhà quốc hội Anh ở Luân Đôn Chúng lắp ở đây để báo hiệu cho những đoàntàu đi ngang qua Trên cây cột hình khuỷu tay có hai chiếc đèn: một màu đỏ và mộtmàu xanh dùng cho ban đêm Đèn đỏ nghĩa là dừng lại còn đèn xanh là chú ý

Tháng 8 năm 1914, công ty tín hiệu giao thông ra đời tại Mỹ và chịu trách nhiệmlắp đèn tại các ngã tư bang Ohio Điều đặc biệt là khi đó đèn tín hiệu vẫn chưa có đènvàng nên khi chuyển trạng thái, cảnh sát lại bấm chiếc còi hú vang báo cho các lái xebiết

Đèn tín hiệu 3 màu (Từ năm 1920 đến nay)

Đến năm 1920, đèn tín hiệu mới có đủ ba màu: đỏ, vàng, xanh; do sĩ quan cảnhsát Williams Posst, sống tại thành phố Detroit sáng chế ra Năm 1923, GerretteMorgan đã được nhận bằng phát minh đèn tín hiệu giao thông, mặc dù ông không phảingười trực tiếp làm nên cuộc cách mạng đèn tín hiệu hiện đại 4.0 Nguyên nhân dẫn tớiphát minh đó của Morgan là do tình trạng tai nạn xảy ra nhiều trên đường phố Mỹ

trong những năm đó Ông thấy cần có tiêu chuẩn thống nhất để hệ thống tín hiệu sẵn

có hoạt động hiệu quả Sau nhiều năm nghiên cứu, Morgan thiết kế ra cột đèn hình chữ

T Trong đó các tín hiệu như: "dừng lại", "đi" và "dừng lại ở tất cả các hướng" Khiđèn báo "dừng lại ở các hướng", người đi bộ mới được phép băng qua đường Sau năm

1923, hệ thống vẫn phải có người vận hành Tính riêng tại thành phố Việt Nam, hơn

100 cảnh sát phải làm việc 16 giờ hàng ngày và tổng tiền lương là 250.000 USD mỗinăm Do những khó khăn nói trên, các kỹ sư được lệnh thiết lập và phát triển hệ thốngđèn hoạt động tự động Tuy nhiên gần 20 năm sau, ước mơ đó của các cảnh sát mới trởthành hiện thực

Năm 1950, đèn tín hiệu xanh đỏ được sử dụng rất rộng rãi ở Canada và phát triểnnhanh chóng trên thế giới Ngày nay, hệ thống đèn tín hiệu hiện đại hơn nhiều, có tínhnăng đặc biệt là chụp hình những xe vượt đèn đỏ Bên cạnh đó nhiều nước phát minhhết sức thú vị như đèn 4 chế độ ở Anh, New Zeland, Phần Lan v.v Đèn từ đỏ chuyểnsang xang và vàng rồi đến đỏ và về lại xanh Trạng thái xanh và vàng báo cho các lái

xe biết rằng đèn đỏ sẽ sáng lên trong một khoảng thời gian rất ngắn nữa [1]

Hiện nay, tại một số nước trên thế giới đã xuất hiện đèn tín hiệu giao thông cókhả năng "biết đếm" [2]

c Các loại đèn giao thông và ý nghĩa

Loại 3 màu (dành cho xe cộ)

Loại 3 màu có 3 kiểu: xanh, vàng, đỏ Tác dụng như sau:

Đỏ: Khi gặp đèn đỏ, tất cả các phương tiện đang lưu thông phải dừng lại ở phía

trước vạch dừng (trừ trường hợp những xe rẽ phải (với những quốc gia lưu thông bênphải) hoặc rẽ trái (với những quốc gia lưu thông bên trái) hoặc đi thẳng ở ngã ba theođèn báo hoặc biển báo rẽ phải (với những quốc gia lưu thông bên phải) hoặc rẽ trái(với những quốc gia lưu thông bên trái) hoặc đi thẳng và những xe được quyền ưu tiên

đi làm nhiệm vụ) Tuy nhiên, ở một số quốc gia, với trường hợp những xe rẽ phải (vớinhững quốc gia lưu thông bên phải) hoặc rẽ trái (với những quốc gia lưu thông bêntrái) hoặc đi thẳng ở ngã ba theo đèn báo hoặc biển báo rẽ phải (với những quốc gialưu thông bên phải) hoặc rẽ trái (với những quốc gia lưu thông bên trái) hoặc đi thẳng

và những xe được quyền ưu tiên đi làm nhiệm vụ thì nếu hướng đó đang bị ùn tắc,

những trường hợp nói trên vẫn phải dừng lại (giống như thể đèn xanh khi mà hướngđịnh đi tới đang bị ùn tắc vẫn phải dừng lại).

Xanh: Khi gặp đèn xanh, tất cả các phương tiện được phép đi Ở một số quốc

gia, tín hiệu đèn xanh cũng báo hiệu là được đi, trừ khi hướng định đi tới đang bị ùntắc nếu tiến vào nút giao sẽ không kịp thoát khỏi nút giao trước khi đèn chuyển màu

Vàng: Đèn vàng là dấu hiệu của sự chuyển đổi tín hiệu từ xanh sang đỏ.

Khi đèn vàng bật sau đèn xanh nghĩa là chuẩn bị dừng, khi đó các phương tiệnphải dừng lại trước vạch dừng vì tiếp đó đèn đỏ sẽ sáng, trường hợp đã vượt quá vạchdừng hoặc nếu dừng sẽ gây nguy hiểm thì được đi tiếp nhưng phải nhanh chóng cho xerời khỏi giao lộ

Nếu đèn vàng bật sau đèn đỏ có nghĩa là chuẩn bị đi, người lái xe có thể đi trướchoặc chuẩn bị để đi vì tiếp đó đèn xanh sẽ sáng Thông thường đèn xanh bật ngay sauđèn đỏ Ở một số quốc gia như Đức còn có tín hiệu đèn vàng và đỏ được bật cùng lúc

để thông báo cho người điều khiển phương tiện biết sẵn sàng nhấn ga để chạy khi đènbắt đầu xanh

Nếu đèn vàng nhấp nháy ở tất cả các hướng (hoặc không hoạt động) có nghĩa làđược đi nhưng người lái xe phải giảm tốc độ, chú ý quan sát, nhường đường cho người

đi bộ qua đường hoặc các phương tiện khác Ở Việt Nam, thường đèn sẽ chuyển sangtrạng thái này vào ban đêm (khoảng từ 22h đêm hôm trước đến 6h sáng hôm sau hoặc

từ 23h đêm hôm trước đến 5 sáng hôm sau hoặc 0h rạng sáng đầu ngày mới đến 4h45sáng hôm nay, tùy nơi), riêng phần lớn đèn tín hiệu trong nội đô Thành phố Hồ ChíMinh và Hà Nội thì thời gian chuyển sang trạng thái này là từ 0h rạng sáng đầu ngàymới đến 4h45 sáng hôm nay Ở một số nước phát triển, đôi khi đèn tín hiệu có thể hoạtđộng 24/24h mà không hoạt động đèn vàng nhấp nháy, tùy mật độ xe ở đó

Loại đèn này lắp theo thứ tự: Nếu lắp chiều dọc thì đèn đỏ ở trên, vàng ở giữa,xanh ở dưới Nếu lắp chiều ngang thì theo thứ tự đỏ ở bên trái, vàng ở giữa, xanh ởbên phải hay ngược lại (đèn xanh luôn luôn hướng về phía vỉa hè hoặc dải phân cách,đèn đỏ hướng xuống lòng đường)

Đèn tín hiệu đặt chiều dọc

Loại 2 màu (dành cho người đi bộ)

Đèn cho người đi bộ ở PhápLoại 2 màu có hai màu xanh, đỏ Tác dụng như sau:

Đỏ: Đèn đỏ có nghĩa là "không được sang đường" Nó có hình ảnh người màu

đỏ đang đứng yên hoặc dòng chữ "dừng lại" Khi gặp đèn đỏ, người đi bộ phải đứngyên trên vỉa hè

Xanh: Đèn xanh có nghĩa là "được phép sang đường" Nó có hình ảnh người

màu xanh đang bước đi hoặc dòng chữ "sang đường" Khi gặp đèn xanh, người đi bộđược phép sang đường Khi đèn xanh nhấp nháy (hoặc đèn đỏ nhấp nháy, hoặc đènxanh lam, hoặc không có đèn, tùy mỗi quốc gia), nếu đang ở dưới vạch kẻ đườnghoặc đang chuẩn bị bước xuống vạch kẻ đường mà nếu dừng sẽ gây nguy hiểm thìđược đi tiếp nhưng phải khẩn trương sang nốt quãng đường còn lại Trường hợp chưakịp bước xuống vạch kẻ đường để sang đường thì phải dừng lại, chờ lượt đèn xanh tiếptheo

Loại đèn này lắp theo thứ tự: Nếu lắp chiều dọc thì đèn đỏ ở trên, đèn xanh ởdưới Nếu lắp chiều ngang thì đèn đỏ ở bên trái, đèn xanh ở bên phải hoặc ngược lại.Loại này đôi khi được lắp kèm với đèn đếm lùi để người đi bộ có khả năng ước lượngthời gian sang đường là bao lâu, thậm chí được lắp kèm với nút bấm để xin sangđường.[3]

Loại 1 màu (đèn chớp vàng)

Đây là loại đèn tín hiệu chỉ có duy nhất màu vàng, và thường nhấp nháy để cảnhbáo các phương tiện đi chậm và chú ý quan sát ở những nơi giao nhau không có đèntín hiệu xanh đỏ như bình thường và thường hay xảy ra tai nạn Loại đèn này hoạtđộng bằng năng lượng mặt trời nên không bị ngừng hoạt động khi mất điện.

Đèn đếm lùi

Đèn đếm lùi là loại đèn lắp đặt bổ sung bên cạnh (hoặc trên đầu hoặc bên dưới)đèn tín hiệu chính Đèn đếm lùi được hiển thị bằng một con số đếm ngược với nhữngmàu sắc khác nhau (thường là đỏ, vàng, xanh), trùng với màu của đèn đang bật Khiđèn đếm đến "0" (hoặc 1) là lập tức chuyển màu đèn chính Đèn đếm lùi có thể có số 0

ở hàng chục hoặc không có, một số đèn đếm lùi có khả năng nhấp nháy khi chuẩn bị

về 0 Đèn vàng cũng có thể có đèn đếm lùi nhưng đa số loại đèn không có Thôngthường đèn đếm lùi có 2 chữ số, trường hợp thời gian của đèn chính (thường là đèn đỏ,

ít khi đèn xanh) dài hơn 100 giây, tùy vào loại đèn có thể xảy ra các khả năng:

1 Đèn chưa đếm ngược, khi còn 99 giây thì bắt đầu đếm Trong thời gian chờ,đèn có thể hiển thị là "99", "00", " " hoặc không hiển thị

2 Đèn đếm 2 chữ số cuối của thời gian chờ (đèn đếm là 15 trong khi thời gian

là 115 giây, có một số loại đèn đếm là "-9" hoặc "9-" khi thời gian là 109 giây)

Vì thế có những loại đèn có thêm chữ số 1 ở hàng trăm để dễ nhận biết

Đèn dành cho người đi xe đạp (đèn phụ bổ sung)

Đèn giao thông cho người đi xe đạp là loại đèn dành cho xe đạp dắt ngang quađường Loại đèn này có biểu tượng hình chiếc xe đạp, được gắn ở phía bên trái hoặcbên phải cột đèn để báo hiệu cho người đi xe đạp biết Loại đèn này thường chỉ lắp đặt

ở đường dành cho xe đạp, cũng có 3 màu xanh, đỏ, vàng và ý nghĩa như trên Đôi khi,

có loại chỉ có 2 màu xanh, đỏ mà không có màu vàng (những đoạn đường vắng xe cộ)hoặc chỉ có màu vàng độc lập để cảnh báo người đi xe đạp Loại này được lắp đặt ởnhững quốc gia có nhiều xe đạp

Đèn rẽ phải hoặc đèn rẽ trái (với những quốc gia lưu thông bên trái) hoặc đèn đi

thẳng (ở vị trí ngã ba không có đường giao cắt)

Một số cột đèn tín hiệu giao thông sẽ có một đèn phụ có hình mũi tên bên phảihoặc bên trái (với những quốc gia lưu thông bên trái) hoặc đi thẳng (ở vị trí ngã bakhông có đường giao cắt) màu xanh hoặc có biển chỉ dẫn phụ là đèn đỏ được phép rẽphải hoặc rẽ trái (với những quốc gia lưu thông bên trái) hoặc đi thẳng (ở vị trí ngã bakhông có đường giao cắt) Thông thường đèn này sẽ bật sáng khi có tín hiệu đèn đỏ.Khi gặp loại đèn này hoặc có biển chỉ dẫn phụ, các phương tiện sẽ được phép rẽ phảihoặc rẽ trái (với những quốc gia lưu thông bên trái) hoặc đi thẳng (ở vị trí ngã bakhông có đường giao cắt) nhưng phải chú ý nhường đường cho người đi bộ quađường

Quy định điều khiển đèn tín hiệu

Cột đèn xanh đèn đỏ đang hoạt động

Đèn tín hiệu phải bật từng màu riêng biệt, đèn này tắt mới được bật đèn kia lên,không được bật nhiều màu cùng một lúc Giữa 2 chiều đường, khi chiều A bật đèn đỏthì lập tức chiều B phải bật ngay đèn xanh và ngược lại Khi chuyển từ xanh-đỏ và đỏ-xanh bắt buộc phải bật qua màu vàng, vì màu vàng đệm giữa 2 màu xanh đỏ Khi bậtđèn vàng thì phải bật sáng ở chiều đường sắp dừng

Tại Việt Nam

Hiện nay ở Việt Nam, sau khi Nghị định số 46 có hiệu lực vào tháng 8/2016, khithấy đèn vàng người điều khiển phương tiện giao thông thường cố gắng tăng tốc đểvượt qua giao lộ, nhiều trường hợp trên đã bị CSGT phát hiện và xử lý Những hìnhảnh xe lấn vạch, lấn làn đường gây mất trật tự, mỹ quan thành phố Năm 2004, trên15.000 trường hợp đã bị xử lý vì lỗi lấn vạch sơn khi dừng chờ đèn đỏ tại các ngã ba,ngã tư Ở các giao lộ hiện nay người ta lắp đèn đếm lùi để lái xe biết phải chờ bao lâu

1.1.2 Một số phương pháp điều khiển

1.1.2.1 Phương pháp điều khiển dùng IC số mạch logic

Phương pháp này có giá thành rẻ, và có cấu tạo đơn giản, mạch nhỏ gọn rẽ thao táclắp đặt cũng như thay thế Tuy nhiên mạch chỉ dựa vào các tác động logic đơn giản,khả năng đáp ứng nhu cầu hạn chế, tính tùy biến, linh động không cao khó điều chỉnhvới các dự án lớn, ít khả năng nâng cấp hệ thống sau này

Vì vậy ta nên thay thế các mạch logic này bằng các dòng vi điều khiển, các dòng viđiều khiển hiện nay được sản suất rất phổ biến nên giá thành rẻ, rẽ tiếp cận với người

sử dụng

1.1.2.2 Phương pháp điều khiển dùng vi điều khiển

Với những tòa nhà lớn yêu cầu điều khiển càng mở rộng hơn nên việc áp dụng cácdòng vi điều khiển càng cần thiết

Với khả năng đáp ứng với điều kiện môi trường thay đổi như nhiệt độ, độ ẩm và cáctiến hiệu nhiễu do các thiết bị khác ảnh hưởng Tốc độ xử lí của vi điều khiển là mộtđiểm cộng lớn, với các dòng vi điều khiển hiện hành tốc độ xử lí có thể lên đến hàngtriệu câu lệnh trên micro giây, hoàn toàn đáp ứng với nhu cầu cần tác động nhanh vàchính xác

Và một điểm cộng lớn nữa là mạch tích hợp vô cùng nhỏ gọn, khả năng lập trình tùybiến cao, thích ứng tốt với nhu cầu phát triển mở rộng các dự án sau này

1.1.2.3 Hệ thống điều khiển trực tiếp

Hệ thống điều khiển trực tiếp sử dụng các tiếp điển vật lí dưới sự tác động trựctiếp của con người điều khiển

Ưu điểm:

 Có độ tin cậy cao

 Giá thành rẻ hơn khi sử dụng các phương pháp khác

 Phổ biến hơn, chúng ta có thể mua ở mọi cửa hàng đồ điện

 Xử lý , bảo dưỡng đơn giản và an toàn

Ngược điểm:

 Tính linh hoạt không cao

 Khả năng đáp ứng nhu cầu con người trong thời kì phát triển về côngnghệ

 Khả năng đa dạng hóa phương thức điều khiển thấp

 Khả năng đông bộ hóa hệ thống khác thấp

 Khả năng mở rộng hệ thống thấp

Trong các hệ thống sản xuất, hệ thống điều khiển đóng vai trò điều phối toàn bộcác hoạt động của máy móc thiết bị Các hệ thống máy móc và thiết bị sản xuất thườngrất phức tạp, có rất nhiều đại lượng vật lý phải điều khiển để có thể hoạt động đồng bộ

hoặc theo một trình tự công nghệ nhất định nhằm tạo ra một sản phẩm mong muốn.Trước đây, các hệ thống điều khiển logic được sử dụng là hệ thống logic rơ-le Nhờ sựphát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử, các thiết bị điều khiển logic khả lập trìnhPLC (Programmable Logic Controller) đã xuất hiện vào năm 1969 đã dần thay thế các

hệ thống điều khiển rơ-le

Đồng thời, với sự phát triển chưa từng thấy của khoa học công nghệ, đã cho rađời các phần mềm kết hợp với các phần cứng vật lý như PLC tạo ra các hệ thống hoànhảo cho sinh hoạt cũng như trong sản xuất Phần mềm WinCC là một ứng dụng cụ thể.Chính vì thế mà hiện nay, sự kết hợp giữa PLC và WinCC được nhiều chuyêngia, kỹ sư thiết kế, kỹ thuật viên, chuyên viên, công nhân bậc cao tham gia nghiên cứu

để ứng dụng vào thực tế

Vì những lý do trên chúng em quyết định nghiên cứu để tài ‘phát triển nông

nghiệp công nghệ cao’ cụ thể là “Ứng dụng bộ điều khiển PLC Siemens thiết kế hệ thống đèn giao thông thời gian thực”.

Xuất phát từ nhu cầu thực tế cũng như muốn làm quen với việc điều khiển hệthống chiếu sáng thông minh bằng PLC kết hợp với tạo giao diện giao tiếp dùngWinCC, đồng thời dưới sự hướng dẫn tận tình của cô Nguyễn Anh Hoa, chúng em đã

chọn thực hiện đề tài “Ứng dụng bộ điều khiển PLC Siemens thiết kế hệ thống đèn giao thông thời gian thực” cho đề tài tốt nghiệp, nhằm lĩnh hội những tri thức cần

thiết và cơ bản về PLC và thiết kết giao tiếp trên máy tính trong việc tự động hóa hệthống chiếu sáng thông minh tích hợp công nghệ cao

1.2.

Để chế tạo được một sản phẩm hệ thống đèn giao thông thông minh phục vụ chogiao thông Việt Nam mà không phải đi nhập khẩu công nghệ của nước ngoài Nó từng

là nỗi trăn trở của biết bao nhiêu nhà khoa học, kỹ sư cả trong và ngoài nước…

Vấn đề chính để có thể phát triển các mô hình ở nước ta là hạ giá thành đầu tư vàcải tiến các đặt tính kỹ thuật phù hợp với yêu cầu giao thông ở Việt Nam

Vì vậy qua đề tài tốt nghiệp này chúng em muốn góp một phần nhỏ công sức đểlàm phong phú thêm các phương pháp , một cách làm khác nhằm góp phần vào sự pháttriển chung của ngành giao thông vận tải

1.3.

Dùng phần mềm PLC S7-1200 thông qua các cảm biến ánh sáng để thiết lập một

mô hình chiếu sáng có thể điều khiển tự động, giám sát từ xa

Nhằm mục đích đem lại một hệ thống tốt nhất cho việc chiếu sáng Nghiên cứucác ứng dụng của PLC Siemens vào điều khiển chu trình vận hành chiếu sáng các khu

đô thị và đường giao thông

Thiết kế giao diện người dùng trên WinCC cho hệ thống giám sát chiếu sángđồng thời tìm hiểu giao thức kết nối giữa WinCC và PLC

Dùng PLC Siemens điều khiển hệ thống và WinCC làm giao diện giao tiếp

1.4.

Phương pháp mô hình hóa là một phương pháp khoa học để nghiên cứu các đốitượng, các quá trình… bằng cách xây dựng các mô hình của chúng (các mô hình nàybảo toàn các tính chất cơ bản được trích ra của đối tượng đang nghiên cứu) và dựa trên

mô hình đó để nghiên cứu trở lại đối tượng thực

Mô hình: là một hệ thống các yếu tố vật chất hoặc ý niệm (tư duy) để biểu diễn,phản ánh hoặc tái tạo đối tượng cần nghiên cứu, nó đóng vai trò đại diện, thay thế đốitượng thực sao cho việc nghiên cứu mô hình cho ta những thông tin mới tương tự đốitượng thực

Hình 1 1 :Phương pháp mô hình hoá, nguồn internet

Cơ sở logic của phương pháp mô hình hóa là phép loại suy Phương pháp môhình hóa cho phép tiến hành nghiên cứu trên những mô hình (vật chất hay ý niệm (tưduy)) do người nghiên cứu tạo ra (lớn hơn, bằng hoặc nhỏ hơn đối tượng thực) để thaythế việc nghiên cứu đối tượng thực Điều này thường xảy ra khi người nghiên cứukhông thể hoặc rất khó nghiên cứu đối tượng thực trong điều kiện thực tế

Phương pháp mô hình hóa xem xét đối tượng nghiên cứu như một hệ thống (tổng

thể), song tách ra từ hệ thống (đối tượng) các mối quan hệ, liên hệ có tính quy luật cótrong thực tế nghiên cứu, phản ánh được các mối quan hệ, liên hệ đó của các yếu tốcấu thành hệ thống – đó là sự trừu tượng hóa hệ thống thực.

Dùng phương pháp mô hình hóa giúp người nghiên cứu dự báo, dự đoán, đánhgiá các tác động của các biện pháp điều khiển, quản lý hệ thống.Ví dụ: sử dụngphương pháp phân tích cấu trúc (đặc biệt là cấu trúc không gian, các bộ phận hợpthành có bản chất vật lý giống hệt đối tượng gốc) để phản ánh, suy ra cấu trúc của đốitượng gốc như: mô hình động cơ đốt trong, mô hình tế bào, sa bàn…

Ngoài ra chúng em còn sử dụng phương pháp thu thập thông tin từ nhiều nguồnnhư: tham khảo tài liệu trên mạng, những báo cáo khoa học trong và ngoài nước đểlàm cho thông tin nghiên cứu thêm phong phú, khách quan

1 5 Các kết quả đạt được sau khi nghiên cứu

Hiểu rõ hơn về việc thiết lập cài đặt thông số trong PLC

Nắm vững nguyên lý hoạt động của hệ thống kết nối và truyền dữ liệu giữa PLC

và các cổng truyền thông nhằm giám sát hệ thống qua Internet,sóng điện thoại,3G….Đưa ra được một giải pháp mới nhằm cải tiến mô hình chiếu sáng trong tương laigần…

Bước đầu biết xây dựng một hệ thống PLC tương đối hoàn chỉnh, điều khiển lậptrình PLC và thiết kế giao diện WinCC mang tính mềm dẻo và linh hoạt, điều khiểndựa vào chương trình và thực hiện lệnh logic.Chúng em hy vọng sau khi nghiên cứu đềtài này sẽ lĩnh hội nhiều hơn về các vấn đề liên quan đến PLC và phần mềm WinCCnhư: cấu hình phần cứng, tập lệnh của PLC, WinCC, xây dựng lưu đồ và viết chươngtrình điều khiển hệ thống cũng như các giao thức kết nối giữa chúng

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200 2.1 Giới thiệu chung về S7-1200

2.1.1 Tổng quan

PLC S7 1200 là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) thế hệ mới của hãngSiemens cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua mộtngôn ngữ lập trình.Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như máy tính, nốimạng các module mở rộng

Hình 2 1: Hình dáng bên ngoài của PLC S7-1200

Các modul tín hiệu để mở rộng Input/Output và các modul giao tiếp dễ dàng kếtnối với các mặt của bộ điều khiển Tất cả các phần cứng của Simatic S7-1200 có thểđược gắn trên main hay được gắn trực tiếp trên bảng điều khiển, giảm được khônggian và chi phí lắp đặt

Các modul tín hiệu có trong các model đầu vào ra kết hợp loại 8,16,32 điểm hỗtrợ các tín hiệu I/O DC, relay và alanog Bên cạnh đó, bảng tín hiệu tiên tiến trong I/O

số 4 kênh hay I/O analog 1 kênh gắn đằng trước bộ điều khiển S7-1200 cho phép nângcấp I/O mà không cần thêm không gian Thiết kế này giúp mở rộng ứng dụng từ 10 I/

O đến 284 I/O, với khả năng tương thích chương trình giúp người dùng có thể chuyểnđổi sang bộ điều khiển khác mà không phải lập trình lại

Một số đặc điểm khác như: Bộ nhớ 50KB với giới hạn giữa dữ liệu người dùng

và dữ liệu chương trình, đồng hồ thời gian thực, 16 vòng lắp PID với các khả năng tự

động điều chỉnh, cho phép bộ điều khiển xác định thông số vòng lặp tối ưu SimaticS7-1200 cũng có bộ giao tiếp Ethernet 10/100Mbit tích hợp với hỗ trợ giáo thứcProfinet cho lập trình, kết nối với HMI/SCADA hay nối mạng giữa PLC với PLC.

2.1.2 Phân loại

Việc phân loại S7-1200 dựa vào CPU của nó: Các loại thông dụng như CPU

1211C, CPU 1212C, CPU 1214C Thông thường S7-1200 được phân thành 2 loại

chính:

- Loại cấp điện 220VAC

 Ngõ vào: kích hoạt mức 1 ở điện áp +24VDC ( từ 15VDC đến 30VDC)

Bảng 2 1: Đặc điểm cơ bản của PLC S7-1200

- Digital I/O

6 inputs / 4 outputs

- 2 inputs

8 inputs / 6outputs

14 inputs/ 10 output

- 2 inputs

43-100 kHz1-30 kHz3-80 kHz1-20 kHz

63-100 kHz3-30 kHz3-80 kHz3-20 kHz

Hình 2.2: Cấu trúc bên ngoài của S7-1200 CPU 1214C

CPU này gồm 14 ngõ vào và 10 ngõ ra có khả năng mở rộng module tín hiệu(SM), 1 mạch tín hiệu (SB) và 3 mudule giao tiếp (CM)

Các đèn báo của CPU bao gồm:

1 : Power connector

2 : Removable user wiring connectors

3 : Status LED for the on – Board I/O

4 : PROFINET connector

 STOP/RUN: Đèn báo cam/xanh: CPU đang dừng hoặc đang thực hiện chươngtrình được cài vào bộ nhớ.

 ERROR: Màu đỏ ERROR báo chương trình nạp vào bị lỗi

 MAINT (maintenance ): Led cháy báo hiệu có thẻ nhớ đang được cắm vào

 LINK: Màu xanh báo hiệu kết nối với máy tính thành công

 Rx/Tx: Đèn vàng nhấp nháy báo hiệu tín hiệu được truyền đi

 Đèn cổng vào ra Ix.x và Qx.x: Đèn xanh báo tín hiệu tức thời của cổng Ix.x hayQx.x Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng

2.2.2 Cấu trúc bên trong

Dòng PLC S7-1200 gồm 4 bộ phận chính cơ bản: Bộ xử lý, bộ nguồn, bộ nhớ và

bộ giao tiếp xuất nhập

- Bộ xử lý: Hay còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU) chứa bộ vi xử lý, biên dịchcác tín hiệu được nhập và thực hiện các chương trình được lưu trong bộ nhớPLC, truyền các lệnh dưới dạng tín hiệu đến các thiết bị chấp hành

- Bộ nguồn: Là bộ cấp nguồn cho PLC, được chuyển đổi điện áp AC thành DC(24V) cần thiết cho bộ xử lý và các mạch điện mudule nhập và xuất dữ liệu

- Bộ nhớ: Là bộ lưu giữ các chương trình được cài vào PLC hoạt động dưới sựkiểm soát của bộ xử lý

- Các bộ phận giao tiếp nhập xuất (input/output) là nới bộ nhớ nhận thông tin từ

bộ xử lý đến các thiết bị chấp hành Tín hiệu có thể nhập từ các công tắc, các bộcảm biến…các thiết bị xuất có thể là cuộn dây khởi động động cơ…

- Chương trình điều khiển: Được nạp vào bộ nhớ thông qua các bộ kết nối vớimáy tính hay các bộ lập trình của hãng

Hình 2 3: Cấu trúc bên trong của PLC

2.2.3 Cách đi dây cho PLC

Hình 2 4: Sơ đồ đấu dây của PLC S7-1200

Nguồn cấp cho PLC là 100-230 VAC với tần số 47-63 kHz, điện áp có thể thayđổi từ 85V-264V Ở điện áp 264V thì dòng tiêu thụ tương ứng là 20A

Nguồn cấp cho PLC là 24 VDC thì điện áp có thể thay đổi từ 20.4V – 28.8V.Ở28.8V thì dòng điện tiêu thụ là 12A

Các ngõ vào được tác động ở mức điện áp tiêu biểu là 24VDC Các ngõ ra củaPLC ở mức 0 khi công tắc hở hay điện áp ≤5VDC , ngõ vào ở mức 1 khi công tắcđóng điện áp hay điện áp ≥15VDC, thời gian đổi trạng thái từ mức “0” sang mức “1”

và ngược lại là 0.1us để PLC nhân biết được.

Các ngõ ra có thể có điện áp 5VDC-30VDC hay 5VAC-250VAC tùy theo yêucầu thực tế mà ta có thể nối nguồn khác nhau để phù hợp với ứng dụng cho nó

2.2.4 Ứng dụng của PLC S7-1200

- Hệ thống băng tải

- Điều khiển đèn chiếu sáng

- Điều khiển bơm cao áp

 Công tắc thường hở: Để Q0.0 on khi thõa mãn điều kiện:

- I0.0 và I0.1 cùng on

Hình 2.5 Hình thể hiện trạng thái ON/OFF của NO và NC trong Ladder (LAD)

- I0.2 on.

 Công tắc thường đóng: để Q0.0 on khi thõa mãn điều kiện :

- I0.0 và I0.1 cùng on

Hình 2 6: Lệnh đảo

b Lệnh lấy vi phân sườn lên và lấy vi phân sườn xuống

Cũng thuộc nhóm lệnh công tắc ghi nhận trạng thái các bit dữ liệu ở mức (0 hay

1 ) Sườn lên (Sườn dương - Positive Transition ) cho dòng năng lượng đi qua trongkhoảng thời gian bằng thời gian một vòng quét khi đầu vào của nó thay đổi mức từ 0lên 1 Sườn xuống (Sườn âm –Negative transition) cho dòng năng lượng chạy quakhibiến trạng thái chuyển từ mức 1 xuống 0

Hình 2 7 :Lệnh lấy vi phân sườn lên và lấy vi phân sườn xuống

2.3.1.3 COIL ( Cuộn dây)

Reset: một khi điều

kiện vào ON, hàm này

giữ trạng thái OFF cho

dù trạng thái vào ON

Hình 2 9: Lệnh SET/RESET Bảng 2 2 : Các thông số của lệnh

IN (hoặc nối với công tắc

hoặc cổng logic)

BOOL Bit vị trí được giám sát

2.3.2 Bộ định thời (Timer)

2.3.2.1 TP

Bộ đếm thời gian Pulse tạo ra một xung có độ rộng với thời gian được cài đặt

Hình 2 10: Lệnh Timer TP Bảng 2 3 : Bảng thông số

Timer data block DB Xác định bộ định thời để reset lại khi

Khi IN = 0 thì Q ở trạng thái OFF

2.3.2.2 TON (ON-Delay Timer)

Bộ đóng trễ: Ngõ ra bộ định thời ON-delay Q được đặt lên ON sau một sự trì hoãnthời gian đặt trước.

Hình 2 12: Lệnh TON Bảng 2 4: Bảng thông số

PT TIMER Giá trị dặt trước cho Timer

ET TIMER Giá trị thời gian trôi qua ở đầu ra

Timer data block DB Xác định bộ định thời để Reset lại khi RT cho phép

Hàm TON đếm thời gian khi có tín hiệu ở đầu vào IN Khi giá trị đếm ET vượt quagiá trị đặt PT thì bit Timer có giá trị 1

Nếu ngõ IN lên 1 trong khoảng thời gian chưa đủ thời gian đặt PT thì ngõ ra Q vẫngiữ nguyên trạng thái (off)

Khi Q đang ON, ngõ IN xuống 0 thì Q sẽ OFF

Hình 2 13: Giản đồ định thì ON-delay

2.3.2.3 TOF ( OFF-delay timer)

Bộ ngắt trễ: Ngõ ra bộ định thời OFF-delay Q được đặt lên OFF sau một sự trìhoãn thời gian đặt trước

Hình 2 14: Lệnh TOF Bảng 2 5 : Bảng thông số

PT TIMER Giá trị đặt trước cho Timer

ET TIMER Giá trị trôi qua ở đầu ra

Khi IN lên 1, nếu sau thời gian PT mà vẫn giữ nguyên trang thái thì Q sẽ ON.Nếu IN = 1, không đếm đủ thời gian đặt PT thì giá trị đếm thời gian sẽ bị xóa

2.3.2.4 TONR : (Retentive On-Delay Timer)

Bộ đóng trễ có nhớ (TONR): ngõ ra bộ định thì có khả năng nhớ ON-delay đượcđặt lên ON sau một trì hoãn thời gian đặt trước Thời gian trôi qua được tích lũy quanhiều giai đoạn định thì cho đến khi ngõ vào R được sử dụng để đặt lại thời gian

Hình 2 16: Lệnh TONR Bảng 2 6: Bảng thông số

R BOOL Thiết lập lại TONR khi thời gian trôi qua bằng 0

ET TIMER Giá trị thời gian trôi qua ở đầu ra

Timer data block DB Xác định bộ định thời để reset lại khi RT cho phép

Hình 2 17 : Giản đồ định thì có nhớ ON-delay

TONR bắt đầu đếm khi có tín hiệu vào IN Khi ngõ vào IN=1, thời gian Timerđược tính, khi IN = 0 giá trị đếm thời gian sẽ không reset về 0 Khi giá trị đếm vượtqua giá trị đặt thì bit Timer lên 1 Giá trị đếm thời gian chỉ bị reset khi có tín hiệuReset Timer (Tín hiệu từ R)

2.3.3 Lệnh đếm (Counter)

2.3.3.1 Đếm lên (Counter Up)

Hình 2 18: Lệnh CTU Bảng 2 7: Bảng thông số

USINT ,UINT, UDINT

Giá trị đặt trước choCounter

Q BOOL Đúng nếu CV≥PV

USINT ,UINT, UDINT

Giá trị hiện tại

Hình 2 19: Biểu đồ thời gian CTU

Khi CU bắt đầu lên 1 thì CV bắt đầu đếm Mỗi lần có một điểm sườn lên ở CU, giátrị đếm sẽ tăng Khi nội dung bộ đếm bằng giá trị đặt PV, bộ đếm dừng lại và bitcounter lên 1.Khi chân Reset được kích hoạt giá trị hiện tại bộ đếm và ngõ ra Q đượctrả về 0 Như hình ở trên thể hiện PV=3 Khi CV=3 thì Q=1, khi Reset thì Q=0

2.3.3.2 Đếm xuống (Counter Down)

Hình 2 20: Lệnh CTD Bảng 2 8 : Bảng thông số

PV SINT, INT ,DINT, Giá trị đặt trước cho