THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO NHÀ GỬI XE TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC S7 – 300 VÀ GIÁM SÁT BẰNG PHẦN MỀM WINCC ( file word)

Hơn nữa với chức năng truyền thông kết hợp với phần mềm WINCC Windows control center là phần mềm ứng dụng để điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu của một hệ thống TĐH quá trình sản x

Qua một thời gian nghiên cứu và thực hiện, đến nay đồ án tốt nghiệp với đề

tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO NHÀ GỬI XE TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC

S7 – 300 VÀ GIÁM SÁT BẰNG PHẦN MỀM WINCC” do giảng viên -Thạc sĩ Đỗ

Tuấn Khanh và Thạc sĩ Nguyễn Văn Diên hướng dẫn đã được hoàn thiện Trong suốt thời gian nghiên cứu và thi công đề tài, chúng em đã gặp không ít vướng mắc nhất định và đã nhận được nhiều sự giúp đỡ nhiệt thành và quý báu

Trước tiên, cho phép chúng em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giảng viên - Thạc

sĩ Đỗ Tuấn Khanh và Thạc sĩ Nguyễn Văn Diên đã tin tưởng giao đồ án, chỉ đạo và hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình thực hiện đề tài Chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong khoa Điện - Điện tử cùng toàn thể các bạn sinh viên lớp ĐK3 đã động viên, góp ý, tạo điều kiện thuận lợi nhất giúp cho chúng em được hoàn thành đề tài đúng tiến độ được giao

Do năng lực và thời gian còn hạn chế nên việc tìm thêm nhiều tài liệu làm giàu cho đồ án còn thiếu sót Chúng em rất mong nhận được nhiều hơn nữa ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo, sự chia sẻ tài liệu của các bạn sinh viên để chúng em

có thể hoàn thiện hơn kiến thức của mình

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

2

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

DANH MỤC HÌNH ẢNH 7

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1 13

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GARA Ô TÔ NHIỀU TẦNG TỰ ĐỘNG 13

1.1 Thực trạng giao thông ở Việt Nam hiện nay 13

1.2 Hệ thống đỗ xe tự động trên thế giới 13

1.2.1 Giải pháp xếp chồng Auto stacker 13

1.2.2 Giải pháp nhà gửi xe nhiều tầng 14

1.2.3 Giải pháp nhà để xe tự động hóa (above ground automated- parking) 14

a Đặc điểm 15

b Ưu điểm 16

1.2.4 Giải pháp nhà gửi xe tự động dạng lộ thiên 16

1.2.5 Giải pháp nhà để xe tự động dạng ngầm ( underground automated parking) 17 a.Đặc điểm 17

b Ưu điểm 18

1.3 Lựa chọn giải pháp cho đề tài 18

CHƯƠNG 2 21

3

TỔNG QUAN VỀ PLC 21

2.1 PLC 21

2.1.1.Định nghĩa PLC 21

2.1.2 Cơ sở phát triển 21

Hệ điều khiển cổ điển: 21

Hệ điều khiển sử dụng PLC: 21

2.1.3 Cấu trúc PLC 21

2.1.4 Đặc điểm của PLC 21

2.1.5 Phân loại 21

2.1.5.1 Họ Logo 21

2.1.5.2 Họ S7 – 200 21

2.1.5.3 Họ S7 – 300 21

2.1.6 Ứng dụng của PLC trong công nghiệp 21

2.2 Kiểu dữ liệu và cấu trúc vùng nhớ 21

2.2.1 Các tín hiệu vào/ ra 22

a) Đầu vào số 22

b)Đầu ra số 22

c) Đầu vào tương tự 22

d) Đầu ra tương tự 22

2.2.2 Các kiểu dữ liệu 22

4

2.3 Cấu trúc phần cứng của PLC S7-300 22

2.3.1 Các khối của PLC S7-300 22

2.3.2 Modul mở rộng 23

a.PS (Power supply): Modul nguồn nuôi có 3 loại: 2A, 5A và 10A 23

b.SM: Modul mở rộng cổng tín hiệu vào/ra 23

c IM (Interface Modul) 23

d FM (Function Modul): 23

e CP (Communication Modul): 23

2.4 Cấu trúc bộ nhớ của CPU của S7-300 23

2.5.Vòng quét của chương trình 23

2 6 Những khối OB đặc biệt 23

2.7 Ngôn ngữ lập trình của PLC S7-300 23

2.7.1 Ngôn ngữ lập trình LAD 23

2.7.2 Ngôn ngữ lập trình FBD 23

2.7.3 Ngôn ngữ lập trình STL 23

CHƯƠNG 3 24

TỔNG QUAN WINCC 24

3.1 Khái niệm chung 24

3.2 Các thành phần của WINCC 26

3.2.1 Hệ thống đồ họa 27

5

3.2.2 Hệ thống cảnh báo 27

a Cảnh báo lỗi và thông báo lỗi ( Alarm Logging ) 27

b Chức năng của Alarm Logging 27

c Cấu trúc cửa sổ Alarm Logging 27

3.2.3 Thông báo kết quả 27

a Chức năng của Tag Logging 27

b Cấu trúc của Tag Logging: 27

3.3.Tích hợp WINCC vào môi trường SIMANTIC 27

3.4 Các cấu hình của WINCC 27

3.5 Các bước thực hiện một dự án 27

CHƯƠNG 4 28

NGHIÊN CỨU VÀ THI CÔNG ĐỀ TÀI 28

4.1.Giới thiệu chung về mô hình 28

4.2 Chương trình điều khiển 29

4.2.1 Yêu cầu công nghệ 29

4.3 Thiết lập phần cứng 40

4.4 Các chương trình điều khiển 41

4.4.1 Chương trình PLC: ghi kèm theo đĩa 41

4.4.2Chương trình điều khiển và giám sát trên WINCC: (ghi kèm theo đĩa) 41

4.4.3 Thi công và thiết kế phần khung mô hình nhà gửi xe 45

6

4.4.3.1.Thi công phân khung chính của mô hình 45

a Cấu trúc chung của mô hình 45

b.Phần đế 46

c Các tầng để xe 46

4.4.3.2 Thi công hệ thống xếp xe ra, vào 47

a.Trục chính cho việc xoay và nâng hạ cơ cấu xếp xe 47

b.Cơ cấu nâng đế để xe 48

c Cơ cấu xếp vào lấy ra 49

d Cơ cấu xoay trái xoay phải 51

e Cơ cấu nâng hạ 51

4.4.3.3 Thiết kế hệ thống cảm biến để định vị cho hệ thống cơ khí 53

CHƯƠNG 5 57

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57

5.1 Kết quả thực hiện đề tài 57

5.2 Những hạn chế của đề tài 57

5.3 Hướng phát triển và kiến nghị 58

7

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Hệ thống đỗ xe xếp chồng 13

Hình 1.2: Mô hình nhà để xe nhiều tầng 14

Hình 1.3: Nhà để xe tự động ở châu Âu 14

Hình 1.4: Bãi đỗ xe tự động lộ thiên có thiết kế hình trụ 15

Hình 1.5: Hệ thống xếp xe tự động tại Trung Quốc 15

Hình 1.6: Nhà để xe tự động dạng lộ thiên 17

Hình 1.7: Bãi đỗ xe tự động dạng ngầm tại Nhật Bản 17

Hình 1.8: Phía trên một bãi đỗ xe tự động dạng ngầm tại Ý 18

Hình 1.9: Nhà để xe tự động dạng lộ thiên hình trụ 19

Hình 2.1: PLC thực hiện chức năng điều khiển 21

Hình 2.2: Cấu trúc phần cứng của PLC 22

Hình 2.3: Quá trình hoạt động của một vòng quét 23

Hình 3.1: Cấu trúc của dự án đơn 25

Hình 3.2: Cấu trúc của dự án nhiều người dùng 25

Hình 3.3: Cấu trúc của dự án nhiều máy khách 26

Hình 4.3 :Chương trình đưa hệ thống về vị trí ban đầu 30

Hình 4.4: Chương trình xác định ô trống gần nhất 31

Hình 4.5: Chương trình gửi xe 32

Hình 4.6 :Chương trình gửi xe cho ngăn xác định 33

8

Hình 4.8 :Chương trình lấy xe cho ngăn cụ thể 35

Hình 4.9 :Sơ đồ mạch điện 36

Hình 4.10: Sơ đồ đi dây 36

Hình 4.11: Sơ đồ kết nối đầu vào ra PLC 37

Hình 4.12: Giao diên cho người giám sát hệ thống 42

Hình 4.13-a: Giao diện người dùng 43

Hình 4.13-b: Giao diện gửi xe 43

Hình 4.13- c: Giao diện lấy xe 44

Hình4.13-d: Phần khung chính của mô hình 46

Hình 4.14: Các hình chiếu của cơ cấu để xe 48

Hình 4.15: Mô phỏng 3D đế để xe 48

Hình4.17: Cơ cấu nâng hạ đế để xe thực tế 49

Hình 4.18: Cơ cấu xếp xe vào ra 50

Hình 4.19: Cơ cấu xếp vào lấy ra 50

Hình 4.20: Cơ cấu xoay 51

Hình 4.21 Mô phỏng 3D cơ cấu nâng hạ 51

Hình 4.22: Cơ cấu nâng hạ 52

Hình 4.23 Cơ cấu truyền động hoàn thiện 52

Hình 4.24 Vị trí dặt các cảm biến xác định tầng 54

Hình 4.25 Vị trí các cảm biến xác định khoang 55

9

Hình 4.26 Vị trí đặt cảm biến xác định sự vào ra của thanh trượt 55 Hình 4.27 Vị trí đặt cảm biến trên mô hình 56 Hình 4.28: Mô hình hoàn thiện 56

10

MỞ ĐẦU

Trong bối cảnh thế giới đang thay đổi mạnh, từ khi đất nước tiến hành đổi mới chúng ta từng bước tiếp cận với những công nghệ hiện đại của thế giới trong nhiều lĩnh vực, trong đó có điều khiển và tự động hóa Nhưng do điều kiện phát triển của đất nước còn chậm so với các nước tiên tiến nên việc đi tắt đón đầu những công nghệ mũi nhọn là cần thiết nhằm tạo tiền đề để đất nước ta bắt kịp tốc độ phát triển của họ vào những năm đầu thế kỷ này Cũng trên tinh thần đó Đảng và nhà nước ta đã có chủ trương khuyến khích phát triển tự động hoá và coi đây là một ngành mũi nhọn trong công cuộc hiện đại hóa đất nước

Tự động hóa quá trình sản xuất ngày càng có một vị trí quan trọng trong sản xuất và đời sống Đặc biệt do sự phát triển của kỹ thuật điện tử, tin học cùng với sự lớn mạnh của điều khiển tự động đã tạo ra nhiều sản phẩm thiết bị hữu ích trong việc giải quyết các vấn đề điều khiển Nhưng lớn mạnh hơn cả và chỗ đứng vững chắc trong công nghiệp phải kế đến các bộ điều khiển logic có thể lập trình được được gọi tắt là PLC (Programmable logic controller) Với những thế mạnh như:

- Kích thước nhỏ gọn, giá thành hạ so với mạch điều khiển dùng rơle

- Khả năng chống nhiễu tốt, độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp

- Cấu trúc dạng modul cho phép dễ dàng sửa chữa và bảo trì, tăng khả năng

sử dụng thêm các khối modul mở rộng đầu vào ra cũng như các khối chuyên dụng

- Sử dụng ngôn ngữ lập trình chuyên dùng nên lập trình nhanh và dễ dàng thay đổi chương trình

Hơn nữa với chức năng truyền thông kết hợp với phần mềm WINCC (Windows control center) là phần mềm ứng dụng để điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu của một hệ thống TĐH quá trình sản xuất.Việc sử dụng những bộ điều khiển lập trình riêng không đáp ứng yêu cầu điều khiển của hệ thống SCADA, cần phải kết hợp thêm các bộ hiển thị HMI (Human Machine Interface - Giao diện người và máy )

Là những sinh viên theo học chuyên ngành “Điện tự động hóa” cùng những nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp nước nhà chúng em muốn

11

được nghiên cứu và tìm hiểu những thành tựu khoa học mới để có nhiều cơ hội biết thêm về kiến thức thực tế, củng cố kiến thức đã học, phục vụ tốt cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa.Vì vậy sau khi tham khảo và tìm hiểu về công nghệ gara ôtô tự động trên thế giới nhóm chúng em đã đề xuất ý tưởng và dưới sự ủng hộ và hướng dẫn của Th.s ĐỖ TUẤN KHANH và Th.s NGUYỄN VĂN DIÊN, nhóm chúng em đã được giao nghiên cứu và hoàn thành đề tài : “ Thiết kế và chế tạo mô hình nhà để xe tự động điều khiển bằng PLC S7-300 và giám sát bằng phần mềm WINCC”

Bản thuyết minh của chúng em gồm những nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống gara ô tô tự động

Chương 2: Tổng quan về PLC S7 – 300

Chương 3: Tổng quan về WINCC

Chương 4: Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát gara ô tô tự động

Chương 5: Kiến nghị và hướng phát triển trong tương lai

 Mục đích nghiên cứu của đồ án :

Đồ án hoàn thành thỏa mãn 3 nhiệm vụ chính sau:

- Thiết kế và chế tạo thành công mô hình gara ô tô nhiều tầng tự động

- Viết được chương trình điều khiển hệ thống gửi xe tự động ứng với mô hình thật bằng phần mềm SIMATIC S7-300

- Mô phỏng thành công chương trình giám sát hệ thống gửi xe tự động bằng phần mềm WINCC

 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:

Đối tượng mà đề tài hướng tới và cần hoàn thành bao gồm:

- Gara gửi xe nhiều tầng tự động (gồm 2 tầng vầ mỗi tầng gồm có 10 khoang)

- Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm SIMATIC S7-300 phục vụ việc lập trình và kết nối với bộ PLC

- Sử dụng thành thạo phần mềm WINCC ứng dụng vào việc giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu của hệ thống tự động hóa

12

 Nội dung chính của đồ án:

- Thiết kế và thi công mô hình nhà để xe

- Thi công phần khung chính cho mô hình

- Thiết kế và thi công hệ thống xếp xe ra vào

- Thi công mạch điều khiển cho hệ thống mô hình

- Kết nối hệ thống với bộ PLC

- Kết nối chương trình PLC với chương trình WINCC

13

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GARA Ô TÔ NHIỀU TẦNG TỰ ĐỘNG 1.1 Thực trạng giao thông ở Việt Nam hiện nay

- Mạng lưới giao thông phân bố không đều

- Diện tích mặt đường chật hẹp

- Kết cấu cơ sở hạ tầng cầu, đường xá nghèo nàn, xuống cấp

- Hệ thống giao thông tĩnh như bãi đậu, trạm dừng vừa thiếu, vừa không đạt chuẩn

- Quỹ đất dành cho giao thông đô thị quá thấp

Tất cả những yếu điểm này được giải thích là nguyên nhân góp phần làm cho bức tranh giao thông đô thị Việt Nam ngày càng trở nên phức tạp hơn, đặt ra cho giới hoạch định một bài toán khó

Hiện nay, để giải quyết vấn đề giống như các đô thị Viêt Nam đang phải đối mặt này nhiều nước trên thế giới đã đưa ra nhiều biện pháp nhằm hạn chế phần nào việc trưng dụng lòng đường làm nơi để xe gây ùn tắc giao thông Các biện pháp

đó là:

1.2 Hệ thống đỗ xe tự động trên thế giới

1.2.1 Giải pháp xếp chồng Auto stacker.

Sử dụng một hệ thống thủy lực để nâng nhiều ô tô xếp cạnh nhau lên một tầng cao, để dành chỗ cho các xe khác ở phía dưới Tuy nhiên giải pháp này chỉ phù hợp với quy mô nhỏ ( một hoặc vài hộ gia đình), mang lại hiệu quả kinh tế không cao

Hình 1.1: Hệ thống đỗ xe xếp chồng

14

1.2.2 Giải pháp nhà gửi xe nhiều tầng

Một bãi đỗ xe nhiều tầng với các đường dốc để khách tự lái xe vào và ra khỏi khu gửi xe Mức độ tự động hóa tương đối thấp ( chỉ gồm các máy bán vé và hệ thống đóng mở cửa tự động) Giải pháp này tuy phổ biến nhưng chưa thỏa đáng về việc sử dụng không gian, cũng như một số yêu cầu khác như ( an toàn cho xe và người, gara nhiễm độc do khí thải của ô tô)

Hình 1.2: Mô hình nhà để xe nhiều tầng

1.2.3 Giải pháp nhà để xe tự động hóa (above ground automated- parking)

Phương pháp này là một bước cải tiến so với 2 giải pháp, nó có sức chứa tăng gấp hai lần so với kiểu automated parking có cùng diện tích sàn nhờ: loại bỏ các đường dốc và lối chạy của ô tô trong nhà Bố trí các xe khác nhau và thu hẹp khoảng cách giữa các tầng

Hình 1.3: Nhà để xe tự động ở châu Âu

Ngoài ra có thể thiết kế theo dạng hình trụ để tăng thêm diện tích để xe và tiết kiệm thời gian lấy xe ra và vào

đỗ đúng vị trí chưa

Hình 1.5: Hệ thống xếp xe tự động tại Trung Quốc

Khách tắt máy và rời khỏi xe Sau đó cửa cabin đóng lại, các máy tính sẽ ra lệnh cho hệ thống băng tải và thang máy đưa xe vào một vị trí đỗ xe còn trống thích hợp ở các tầng thông tin về vị trí này được máy tính ghi nhận Khi khách quay lại

so với kiểu xe Driver in

Thuận tiện đối với khách gửi xe: toàn bộ việc gửi và nhận xe diễn ra ở tầng trệt với thời gian tối thiểu Xe không bị va quệt và trầy xước vì mỗi xe được đặt trên một palet riêng biệt, và không rời pallet trong suốt thời gian gửi và giao nhận xe

Lợi ích đối với chủ sở hữu nhà xe: chi phí duy tu bảo quản thấp do không

có nhu cầu lái xe và đi lại trong khu vực đỗ xe, nên có thể giảm chiếu sáng đến mức tối thiểu ở đây Hơn nữa, do các xe đều được tắt máy nên yêu cầu thông gió để giải phóng khí thải độc hại là không đáng kể Hiệu quả đầu tư cao

1.2.4 Giải pháp nhà gửi xe tự động dạng lộ thiên

Là hệ thống mang lại hiệu quả cao cho các diện tích nhỏ và tập trung trên mặt đất, hệ thống đỗ xe dạng xếp hình tròn là loại giải pháp kỹ thuật trong đó xe được đặt trên các bàn nâng (pallet) các pallet này di chuyển xoay vòng 360o quanh trục cố định có thể đảo chiều quay

Hệ thống được lập trình để chọn cách thức di chuyển xe sao cho có thể lấy xe

18

b Ưu điểm

Cấu trúc này cho phép xây dựng với thời gian ngắn, chi phí đầu tư thấp hơn

so với một nhà gửi xe thông thường do diện tích chỉ bằng một nửa Các ưu điểm cũng tương tự như trên, ngoài ra có hai điểm khác nổi bật so với giải pháp nhà để xe

lộ thiên là tác động của hệ thống đối với môi trường xung quanh rất ít, do 80% diện tích xung quanh công trình có thể bố trí làm công viên, bảo đảm về mỹ quan thành phố

Hình 1.8: Phía trên một bãi đỗ xe tự động dạng ngầm tại Ý

Có thể bố trí nhà gửi xe ngầm trong khu vực đông đúc, gần các tòa nhà hiện hữu, bên dưới hoặc gần các công trình mới Thiết kế đặc biệt của nó còn có tác dụng như một phần của hệ thống nền móng công trình ( như khách sạn, tòa nhà văn phòng…) ở bên trên

1.3 Lựa chọn giải pháp cho đề tài

Xây dựng nhà để xe tự động là giải pháp tốt nhất cho bài toán đậu xe tại các thành phố lớn của nước ta Nhóm làm đề tài trên cơ sở phân tích tính khả thi của các dự án khi áp dụng vào Việt Nam, cũng như các đặc điểm khác chúng em quyết định chọn mô hình bãi đỗ xe lộ thiên hình trụ để nghiên cứu và chế tạo

Thực tế,Việt Nam là nước đang phát triển vì vậy kinh phí dành cho việc giải quyết mặt bằng giao thông còn nhiều hạn chế, việc đầu tư cho một hệ thống lấy xe

19

và gửi xe hoàn toàn tự động với tính bảo mật cao là một bài toán khó cho các nhà đầu tư và hoạch định các dự án mang tính lâu dài

Các giải pháp mà các nhà đầu tư trên thế giới đã áp dụng thành công đều hội

tụ rất nhiều ưu điểm, tuy nhiên một giải pháp mới sẽ tối ưu hơn khi nó thực sự phù hợp với túi tiền của nhà đầu tư và của người sử dụng Chính vì vậy, nhóm chúng em

đã dựa vào điều kiện thực tế của Việt Nam và những ưu điểm nổi trội của “ Giải pháp nhà để xe lộ thiên hình trụ” để đưa ra hướng giải quyết cuối cùng cho đề tài, với các ưu điểm đó chính là:

+ Tăng không gian chứa xe do tiết kiệm được các chỗ trống không cần thiết

so với nhà để xe truyền thống

+ Tết kiệm thời gian lấy và gửi xe

+ Thời gian xây dựng nhanh

+ Đảm bảo an toàn cho người và phương tiện

+ Giảm được lượng khí thải và góp phần vào việc cải thiện quang cảnh môi trường xung quanh

+ Có thể lắp đặt độc lập hoặc có thể lắp đặt ngay trong toà nhà cao tầng + Hiệu quả kinh tế trên một diện tích đất lớn

Hình 1.9: Nhà để xe tự động dạng lộ thiên hình trụ

20

Kết luận:

Sự phát triển của xã hội và quá trình đô thị hoá kéo theo nó nhiều hệ quả mặt trái khó tránh khỏi, mà ùn tắc giao thông đô thị đang đựơc xem là bài toán nan giải hàng đầu Vì vậy, các nước trên thế giới đã áp dụng sản xuất và sử dụng nhà để xe nhiều tầng tự động với mục đích giải quyết vấn đề mặt bằng giao thông trong các đô thị lớn Sau một khoảng thời gian nghiên cứu tìm tòi, nhóm chúng em xin đưa ra ý tưởng về một mô hình với kết cấu cơ khí, sơ đồ điện cũng như những thuật toán điều khiển nhằm thể hiện phần nào công nghệ chế tạo nhà để xe tự động đã được các nước trên thế giới áp dụng Với những kiến thức được trang bị trong quá trình học tập cũng như đi thực tế, chúng em đã bắt tay vào tính toán, thiết kế và chế tạo

mô hình nhà để xe tự động gồm có: 2 tầng và 20 ngăn để xe

21

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ PLC 2.1 PLC

2.1.1.Định nghĩa PLC

PLC ( viết tắt programmable logic controller) : bộ điều khiển khả trình Là một thiết bị điều khiển sử dụng một bộ nhớ có thể lập trình bộ nhớ này có thể lưu trữ các cấu trúc lệnh ( logic, thời gian, bộ đếm, các hàm toán học)…để thực hiện các chức năng điều khiển

Hình 2.1 PLC thực hiện chức năng điều khiển

2.1.6 Ứng dụng của PLC trong công nghiệp

2.2 Kiểu dữ liệu và cấu trúc vùng nhớ

- Module truyền thông CP

Các module được gắn trên thanh rail như hình vẽ, tối đa 8 module SM/FM/CP ở bên phải CPU, tạo thành 1 rack kết nối với nhau qua bus connector gắn ở mạch sau của module Mỗi module được gắn với một số slot tính từ trái sang phải, module nguồn là slot 1, module CPU là slot 2, module kế mang số 4…

Hình 2.2: Cấu trúc phần cứng của PLC

23

2.3.2 Modul mở rộng

a.PS (Power supply): Modul nguồn nuôi có 3 loại: 2A, 5A và 10A

b.SM: Modul mở rộng cổng tín hiệu vào/ra

c IM (Interface Modul)

d FM (Function Modul):

e CP (Communication Modul):

2.4 Cấu trúc bộ nhớ của CPU của S7-300

2.5.Vòng quét của chương trình

Hình 2.3: Quá trình hoạt động của một vòng quét

 Kết luận chương III

Chương này chúng em đã đề cập một số vấn đề sau:

- Bộ điều khiển lập trình PLC, tổng quan về PLC

- Nêu ưu điểm khi sử dụng PLC

- Cấu tạovà ứng dụng của PLC

Trình bày hệ thống điều khiển PLC S7-300, kỹ thuật lập trình và quy trình thiết kế chương trình điều khiển dùng PLC

Truyền thông và kiểm tra nội bộ Truyền dữ liệu từ cổng vào tới I

Thực hiện chương trình

Chyển dữ liệu từ

Q tới cổng ra

Vòng quét

24

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN WINCC 3.1 Khái niệm chung

WINCC (Windows Control Center) là một hệ thống phần mềm điều khiển giám sát công nghiệp (Tích hợp giao diện người máy IHMI – Integrate Human Machine Interface), có tính năng kỹ thuật và hệ thống màn hình hiển thị đồ hoạ để điều khiển các nhiệm vụ đặt ra trong sản xuất và tự động hóa quá trình công nghiệp

WinCC hỗ trợ cho tất cả các loại máy tính, nó thích hợp với tất cả các loại máy tính cá nhân PC Mặc dù các thông số trong bảng dưới đây đưa ra cho cấu hình tối thiểu nhưng trong thực tế phải đạt được cấu hình khuyến cáo để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật

Bảng 3.1 Cấu hình máy tính cài WINCC

Tối Thiểu Khuyến cáo

Graphics Controller (Card màn hình) SVGA (4MB) XGA (8MB)

Hard Disk (Lượng đĩa cứng trống) 500 MB trống >500 MB

WinCC cung cấp nhiều loại dự án khác nhau tùy theo yêu cầu công việc và quy mô của dự án

 Dự án đơn (Single-User Project)

Một dự án đơn thực chất là một trạm vận hành đơn, việc tạo cấu hình, chạy thời gian thực, cũng như kết nối bus quá trình và lưu trữ dữ liệu của dự án đều được thực hiện trên máy tính này

25

Hình 3.1: Cấu trúc của dự án đơn

 Dự án nhiều người dùng (Multi – User Project)

Một dự án nhiều người dùng có đặc điểm cấu hình nhiều máy khách (client)

và một máy chủ (server), tất cả chúng làm việc trong cùng 1 dự án Tối đa 16 client được truy nhập vào một server Cấu hình có thể đặt trong server hoặc trong một vài client Dữ liệu của dự án như là các hình ảnh, các tag, dữ liệu được lưu trữ trong server và cung cấp cho các client Server được kết nối bus quá trình và dữ liệu quá trình được xử lý ở đây Vận hành hệ thống được thực hiện từ các client

Hình 3.2: Cấu trúc của dự án nhiều người dùng

 Dự án nhiều máy khách (Multi – Client Project)

Dự án nhiều máy khách là một loại dự án mà có thể truy nhập vào nhiều server Các server được liên kết có dự án riêng của chúng Cấu hình của project

Hình 3.3: Cấu trúc của dự án nhiều máy khách

- Phân chia quyền truy nhập

 Hệ WINCC gồm hai phần: Configuration software (CS) và Runtime software (RT)

- CS được sử dụng để tạo ra một project

- RT để thực hiện project đó

27

3.2.1 Hệ thống đồ họa

3.2.2 Hệ thống cảnh báo

a Cảnh báo lỗi và thông báo lỗi ( Alarm Logging )

b Chức năng của Alarm Logging

c Cấu trúc cửa sổ Alarm Logging

3.2.3 Thông báo kết quả

a Chức năng của Tag Logging

b Cấu trúc của Tag Logging:

3.3.Tích hợp WINCC vào môi trường SIMANTIC 3.4 Các cấu hình của WINCC

3.5 Các bước thực hiện một dự án

28

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU VÀ THI CÔNG ĐỀ TÀI

4.1.Giới thiệu chung về mô hình

Qua thời gian nghiên cứu tìm hiểu thực tế các hệ thống nhà để xe tự động trên thực tế nhất là hệ thống nhà để xe lộ thiên hình trụ chúng em đã đi thiết kế và chế tạo mô hình của nhà để xe tự động gồm có:

Bộ phận chính là cơ cấu nâng hạ, cơ cấu xếp và lấy xe Mô hình được điều khiển bằng bộ điều khiển PLC và được điều khiển giám sát thông qua màn hình máy tính nhờ sử dụng phần mềm WinCC Hệ thống thực hiện gửi xe và lấy xe tự động được quản lý bằng password riêng của người dùng

Mô hình nhóm chúng em đã thiết kế:

Hình 4.1: Mô hình cơ khí

29

4.2 Chương trình điều khiển

4.2.1 Yêu cầu công nghệ

Hệ thống hoat động ở chế độ điều khiển tự động Ở chế độ này người vận hành có thể khởi động hệ thống trực tiếp từ bàn điều khiển hoặc có thể điều khiển từ giao diện giám sát trên máy tính

Trong chế độ tự động hệ thống dừng toàn bộ khi tác động vào nút ấn stop, hệ thống sẽ dừng ngay tại vị trí đang làm việc Hệ thống có thể bắt đầu khởi động bước tiếp theo là người vận hành tác động vào nút Start

Quá trình hoạt động của chế độ tự động:

Khi hệ thống bắt đầu hoạt động, ấn nút start hệ thống sẽ được đưa về vị trí ban đầu ( động cơ M3 kéo thanh trượt vào, khi vào hết động cơ M2 sẽ hạ cơ cấu xuống tầng 1, động cơ M1 xoay đến khoang 1, động cơ M4 hạ đế để xe xuống) hệ thống sẵn sàng hoạt động

Dựa vào yêu cầu công nghệ của mô hình, nhóm chúng em xin đưa ra các lưu

đồ thuật toán:

 Lưu đồ thuật toán:

Start

Gọi chương trình đưa về vị trí đầu

Gọi chương trình gửi xe

Thôn

g báo hết chỗ

Y

N

Hình 4.2 Chương trình chính