Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLC (Đồ án tốt nghiệp)

Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLCNghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLCNghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLCNghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLCNghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLCNghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLCNghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLCNghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLCNghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển đóng mở cửa tự động thông minh bằng PLC

NHI M V TÀI T T NGHI P

tài: Nghiên c u thi t k h th u khi c a t ng thông minh b ng PLC

NHI M V TÀI

1 N i dung và các yêu c u c n gi i quy t trong nhi m v tài t t nghi p (v lý lu n, th c ti n, các s li u tính toán và các b n v )

2 Các s li u c n thi thi t k , tính toán

GS.TS T Tr n H u Ngh

PH N NH N XÉT TÓM T T C A CÁN B NG D N

1 Tinh th c a sinh viên trong quá trình th c hi án t t nghi p

2 ng c i n i dung yêu c ra trong nhi m v t lý lu n th c ti n, tính toán các giá tr s d ng, ch ng các b n v )

2. m c a cán b ng d n:

m ghi b ng s và ch )

6

Cán b ng d n chính

(H tên và ch ký)

TÀI T T NGHI P

1 tài t t nghi p v các m t thu th p và phân tích s

ng thuy t minh b n v , giá tr lý lu n và th c ti tài

2 m c a cán b ch m ph n bi n

m ghi b ng s và ch )

i ch m ph n bi n

(Ký và ghi rõ h tên)

L I M U

Trong xã h i, c a là m t b ph n không ththi c trong t ng công trình ki n trúc Tuy nhiên lo i c ng (c akhông t ng) mà chúng ta hay dùng hi n nay l i có nh c

ng c i vào nó Vì v y mà dùng c ng làm t nth i gian và gây c m giác ng i s d ng

i s i trong th m xã h i ngày càng hi i vàphát tri n hi n nay là t t y u và vô cùng c n thi t Vì v y c n thi t k ram t lo i

c av c nh c tính c n có c a c a, v a kh c ph c

nh m l n c a lo i c nghiên c u m t cách chính xác và c th v c a t ng, c n thi tph i ch t o ra mô hình c

m t ng, mô t ho ng, hìnhdáng, c u t o c a c a t ng T mô hình này ta có th quan sát và tìmhi u ho ng c a c a t

tài g m các n i dung sau:

M C L C

L I M U 11

GI I THI U CHUNG V C T NG 15

1.1 CÁC LO I C A T NG HI N NAY 16

1.1.1.C a Kéo: 16

1.1.2.C a Cu n 17

1.1.3.C t: 17

1.2 KH O SÁT CÁC LO I C T NG 17

1.3 KH O SÁT C A T NG SIÊU TH BIG C H I PHÒNG 18

CÁC YÊU C U VÀ M T O MÔ HÌNH C A C A T NG 20

2.1 CÁC YÊU C U C A MÔ HÌNH 20

2.1.1 Yêu c u v 20

2.1.2 Yêu c u v 20

2.2 M A VI C CH T O MÔ HÌNH 21

GI I THI U CÁC THI T B , LINH KI N THI T K 22

3.1 PH N C NG 22

3.2 CÁC L N U KHI N: 31

3.2.1 Các l nh s h c (Arithmetic Instrustion): 31

3.2.2 Các ho ng logic (Logic Operation) : 33

3.2.3 Các l nh r nhánh : 35

3.2.4 Các l nh d ch chuy n d li u : 36

3.2.5 Các l nh lu n lý (Boolean Instruction) : 37

3.3 B NH TH I (TIMER) 38

3.3.1 Khái ni m: 38

3.3.2 Các thanh ghi c a b Timer: 38

3.3.3 Các ch ho ng c a Timer: 41

3.5 IC T O N ÁP 7805 ( IC N ÁP 5V ) 42

3.6 B CHUY SANG S ADC 43

3.6.1 Gi i thi u v ADC 0804 43

l p m ch ADC 44

3.7 SENSOR C M BI N 46

3.8 U KHI 49

U 50

3.9.1 Vai trò c n m t chi u 50

3.9.2 C u t o c t chi u 51

THI T K T NG QUÁT PH N C NG 55

KH I 55

CH A T NG KH I 57

4.2.1 Kh i Ngu n 57

4.2.2 Kh i thu h ng ngo i 58

4.2.3 Kh i Reset 59

4.2.4 Kh u khi n 60

4.2.5 Kh i t ng 60

4.2.6 Kh u khi n trung tâm 61

THI T K 53

THU T TOÁN 53

K T LU N 53

TÀI LI U THAM KH O 55

nh i qua l i l ng th i nh i yêu

c u cótính hi i, sang tr ng và ti n d ng S d ng c a t ng t i nh ng

c nh ng yêu c u trên Tuy nhiên c a t

r t nhi u lo i tu theo yêu c u v m d ng c a, chi u cao hay ph n m u khi n c a.Theo tr ng c a thì có các lo i

làm hai lo i theo s cánhc a:Lo i m t cánh và lo i hai cánh

+ C a t ng ch có 1 cánh: s d ng nh êu c u tính hi n

nh nglo i c c l n dùng các công ty, xí nghi p hay nh ng ngôinhà l

v tránh choc a không chuy t quá hành trình

Quan sát c a chuy ng em th y c a chuy ng v i hai c p t c Khi m c a c a m ra v i v n t k p th i m ra tránh tình tr ng

i ph i ch i c a m gây c m giác khó ch i mu n

b onh n bi t và báo tín hi

ng ngoài vào.Hai c m bi n này trên khung cánh c c ho t

ng c a lo i c a này là dùng m u khi n khôngti m dùng các ph n

ngu nb i b ch u m t chi u,k t h p v i b o chi ng

GI I THI U CÁC THI T B , LINH KI N THI T K

- P2 t n P2_7

Riêng c ng 3 có 2 ch m

P3.0 RxD: chân nh n d li u n i ti p khi giao ti p RS232

P3.1 TxD: phân truy n d li u n i ti p khi giao ti p RS232

chân 29 Chân cho phép b nh

th i gian truy xu t b nh c dùng làm ngõ vào xung

l p trình ( PROG ) trong th i gian l p trình Flash Khi ho ng, xung c a ngõ ra ALE luôn luôn có t n s b ng 1/6 t n s c a m ng trên chip, có th c s d ng cho các m nh th i t bên ngoài và t o xung clock Tuy nhiên c t xung ALE s b b qua trong m i chu

k truy xu t b nh d li u ngoài Khi c n, ho ng cho phép ch t byte th p

c a ch s c vô hi u hoá b ng cách set bit 0 c a thanh ghi ch

c bi a ch byte là 8EH Khi bit c set, ALE ch tích c c tring

th i gian th c thi l nh MOVX ho c l i chân này s c kéo lên m c cao Vi c set bit không cho phép ho ng ch t byte th p c a ch

ngoài

- Chân truy xu t ngoài EA.

Ngõ vào này chân 31 có th c n i ngu n +5v ( logic 1 ) ho c GND ( logic 0 ) N u chân này n i lên 5V, 8051/8052 th c thi chuong trình

i v i 8031/8032 chân EA ph i m c logic 0 vì chúng không có b

EPROM bên ngoài

Các phiên b n EPROM c a 8051 còn s d ng chân EA làm chân nh n

n áp ngu n 21 Vppcho vi c l p trình EPROM n i ( n p EPROM )

- Chân RESET ( RST ).

Ngõ vào RST chân 9 là ngõ vào xóa chính ( Master reset ) c a 8051 thi t l p l i tr u cho h th ng hay còn g i t t là Reset

h th ng Khi ngõ vào này m c logic 1 t i thi u hai chu kì máy, các thanh ghi bên trong c c n p giá tr thích h p cho vi c kh ng l i h

- AT8951 có 128 byte RAM n a ch t n FFH.

* Vùng bank thanh ghi:

-Bao g m 32 byte b u t 00H - c chia thành 4 bank, m i bank baog m 8 thanh ghi:

Vd:Mul AB

->Nhân thanh ghi A và B v t qu vào A.Div AB->Chia A v i B, k t qu

- Thanh ghi PSW (Program status word):

Là thanh ghi ch a tr ng thái c

CY: là c nh , CY s set lên 1 khi th c hi n phép c ng có x y ra nh ,

khi th c hi n phép tr có x n

AC (Auxiliary carrier) là c nh ph khi c ng các s BCD C nh ph s

set lên 1 n u k t qu c a 4 bit th p n m trong kho ng t n0FH

D a vào b ng trên ta có th ch n thanh ghi bank nào mu n ch n

OV (Over flow): s set lên 1 khi th c hiên phép toán v i s có d u

cóxáy ra tràn

P (Parity): là bit ki m tra ch n l , bit P s b ng 0 ho c 1 theo d ng

parity ch n v i n i dung c a thanh ghi A

- Con tr p SP (Stack Pointer):

+ Con tr p là m t thanh ghi 8 bit a ch 81H Nó ch a

baog m các l nh c t d li p (PUSH) và l y d li u ra kh

gi trongRAM n i và gi i h a ch có th truy xu t b a ch gián

- Thanh ghi con tr d li u Data Pointer (DPTR):

Là thanh ghi 16 bit k t h p c a 2 thanh ghi 8 bit là DPH và DPL

a ch 16 bit, thông

ng là các

a ch khi truy xu t b nh ngoài

- Các thanh ghi xu t nh p Port:

Các Port c a 8951 bao g m Port0 a ch 80H, Port1 a ch 90H, Port2 ach A0H, và Port3 a ch B0H T t c u có thtruy xu t t ng bitnên r t thu n ti n trong kh p.8951 ch a m t Port n i ti p cho vi i thông tin v i các thi t b n i ti

modem ho c giao ti p n i ti p v i các IC khác M t tha m d li u n i

ti p (SBUF) a ch 99H s d c hai d li u truy n và d li u nh p Khitruy n d li u ghi lên SBUF, khi nh n d li c SBUF Các mode

a ch hóa t ng bit a ch 98H

- u khi n ngu n PCON (Power control Register):

Bit 2 (GF0): Bit c

khreset

kh ng mode Idle và thoát khi ng t m ch

ho creset

Các bit u khi n Power Down và Idle có tác d ng chính trong t t c cácIC h MSC- c thi hành trong sbiên d ch c a CMOS

ADD A, Rn : (A) <-(A) + (Rn)

ADD A, direct : (A) <-(A) + (direct)

ADD A, @ Ri : (A) <- (A) + ((Ri))

ADD A, # data : (A) <-(A) + # data

ADDC A, Rn : (A) <-(A) + (C) + (Rn)ADDC A, direct : (A)<-(A) + (C) + (direct)ADDC A, @ Ri : (A) <-(A) + (C) + ((Ri))ADDC A, # data : (A) <-(A) + (C) + # data

SUBB A, <src, byte>

SUBB A, Rn : (A) <-(A) - (C) - (Rn)

SUBB A, direct : (A) <-(A) - (C) - (direct)SUBB A, @ Ri : (A) <-(A) - (C) - ((Ri))SUBB A, # data : (A) (A) - (C) - # data

INC <byte>

INC A : (A) <-(A) + 1

INC direct : (direct) <-(direct) + 1

INC Ri : ((Ri)) <-((Ri)) + 1

INC Rn : (Rn) <-(Rn) + 1

INC DPTR : (DPTR) <-(DPTR) + 1

DEC <byte>

DEC A : (A) <-(A) - 1

DEC direct : (direct) <-(direct) - 1

DEC @Ri : ((Ri)) <-((Ri)) - 1

DEC Rn : (Rn) <-(Rn) - 1

MULL AB : (A) <-LOW [(A) x (B)] ; có ngc OV

: (B) <-HIGH [(A) x (B)] ; c cxóa

DIV AB : (A) <-Integer Result of [(A)/(B)]; c OV

: (B) <-Remainder of [(A)/(B)]; c Carryxóa

u ch nh thanh ghi A thành s ng

i ADD, ADDC)

- N u [(A3-A0)>9] v [(AC)=1] <=(A3÷A0) <-(A3÷A0) + 6

- N u [(A7-A4)>9] v [(C)=1] <=(A7÷A4) <- (A7÷A4) + 6

3.2.2 Các ho ng logic (Logic Operation) :

ANL <dest - byte><src - byte>

ANL A, Rn : (A) <-(A) AND (Rn)

ANL A, direct : (A) <-(A) AND (direct)

ANL A,@ Ri : (A) <-(A) AND ((Ri))

ANL A, # data : (A) <-(A) AND (# data)

ANL direct, A : (direct) <-(direct) AND (A)

ANL direct, # data : (direct) <-(direct) AND # data

ORL <dest - byte><src - byte>

ORL A, Rn : (A) <-(A) OR (Rn)

ORL A, direct : (A) <-(A) OR (direct)

ORL A,@ Ri : (A) <-(A) OR ((Ri)).

ORL A, # data : (A) <-(A) OR # data

ORL direct, A : (direct)<-(direct) OR (A)

ORL direct, # data : (direct) <-(direct) OR # data

XRL <dest - byte><src - byte>

XRL A, Rn : (A) <-(A)(Rn)

XRL A, direct : (A) <-(A)(direct)

XRL A,@ Ri : (A) <-(A)((Ri))

XRL A, # data : (A) <-(A)# data

XRL direct, A : (direct) <-(direct) (A)

XRL direct, # data : (direct) <-(direct)# data

y = a)b = ab + ab

CLR A : (A) <-0

CLR C : (C) <-0

CLR Bit : (Bit) <-0

RL A : Quay vòng thanh ghi A qua trái 1 bit

RLC A : Quay vòng thanh ghi A qua trái 1 bit cóc Carry

RR A : Quay vòng thanh ghi A qua ph i 1 bit

RRC A : Quay vòng thanh ghi A qua ph i 1 bit cóc Carry

i ch 4 bit th p v 4 bit cao c a A chonhau (A3÷A0) (A7÷A4)

3.2.3 Các l nh r nhánh :

tóm t t t ng ho ng c a l nh nh y

JC rel : Nh u c Carry C = 1

JNC rel : Nh u c Carry C = 0

JB bit, rel : Nh u (bit) = 1

JNB bit, rel : Nh u (bit) = 0

JBC bit, rel : Nh u bit = 1 v

ACALL addr11 : L nh g i tuy i trong page 2K

LCALL addr16 : L nh g

RETI : K t thúc th t c ph c v ng t quay v t

nhAJMP Addr11 : Nh y tuy u ki n trong 2K

LJMP Addr16 : Nh u ki n trong 64KHo

(A) > (direct)

(A) = (direct) Th c hành l nh k ti p

l nh CJNE A, direct, rel

l nh CJNE A, direct, rel

l nh CJNE A, direct, rel

MOV A,Rn : (A) <-(Rn)

MOV A, direct : (A) <-(direct)

MOV A, @ Ri : (A) <- ((Ri))

MOV A, # data : (A) <-# data

MOV Rn, A : (Rn) <- (A)

MOV Rn, direct : (Rn) <-(direct)

MOV Rn, # data : (Rn) <-# data

MOV direct, A : (direct)<-(A)

MOV direct, Rn : (direct) <-(Rn)

MOV direct, direct : (direct) <-(direct)

MOV direct, @ Ri : (direct) <-((Ri))

MOV direct, # data : (direct) <-data

MOV @ Ri, A : ((Ri)) <-(A)

MOV @ Ri, direct : ((Ri)) <-(direct)

MOV @ Ri, # data : ((Ri))<-# data

MOV DPTR, # data16 : (DPTR) <-# data16

MOV A, @ A + DPTR : (A) <-(A) + (DPTR)

PUSH direct : C t d li u vô Stack

POP direct : L y t Stack ra direct

i ch n i dung c a A v i Rn(A) (Rn)

XCH A, direct : (A) (direct)

CLR C : Xóa c Carry xu ng 0 Có nh ng c Carry.

CLR BIT : Xóa bit xu ng 0 Không ng c Carry

SET C : Set c Carry ln 1 Có ng c Carry

SET BIT : Set bit lên 1 Không ng c Carry

o bit c Carry Có ng c Carry

o bit Không ng c Carry

ANL C, BIT : (C) <- (C) AND (BIT): Có ng c Carry

ANL C, /BIT : (C) <-(C) AND NOT (BIT): không ng c CarryORL C, BIT : (C)<- ng c Carry

MOV C, BIT : (C)<-(BIT): C Carry b ng

MOV BIT, C : (BIT) <-(C): Không ng c Carry

- Timer 1: là m t b m tu n t 16 bit ch a trong TH1 và TL1

3.3.2 Các thanh ghi c a b Timer:

- Thanh ghi TMOD (Time mode) là thanh ghi 8 bit

B ng 3.3: Thanh ghi TMOD

Bit Name Timer Description

7 GATE 1 Khi GATE = 1, Timer ch làm vi c khi

INT1=1

m s ki nC/T = 0 : Ghi gi n

Counter/Timer c a Timer 0

- Thanh ghi TCON (Timer control)

u khi n bao g m các bit tr u khi n

b i Timer 0và Timer 1 Thanh ghi TCON nh v Ho ng c a t ng

TCON.4 TR0 8CH u khi n ch y Timer 0 (gi ng TR1)TCON.3 IE1 8BH C ki u ng t 1 ngoài Khi c nh xu ng xu t

3.3.3 Các ch ho ng c a Timer:

- Mode 0: g m 8 bit c a thanh ghi THx, 5 bit c a thanh ghi TLx (R t ít

c s d ng)

Timer clock

G m 8 bit c a thanh ghi THx và 8 bit c m giá tr t

n 216-1=65535.V i mode 1 b timer không t ng n p l i giá tr m sau

m i l i l n tràn ta ph i n p l i giá tr t cho timer

- Mode 2: là ch t ng n p l i B timer là b m 8 bit ch a trong thanh ghiTHx Thanh ghi THx không th c hi n nhi m v m, mà ch

n p l i giá tr chothanh ghi TLx sau m i l n tràn

- Mode 3:

+Mode 3 là mode Timer tách ra và là s khác bi t cho m i Timer

+Timer 0 c chia là 2 timer 8 bit TL0 và TH0 ho ng

TLx ( 5 bit ) THx ( 8 bit ) TFx

các

3

Hình 3.3 : ADC 0804

-K )

Hình 3.4:

H ng ngo i có b n ch n t n m ngoài vùng ánh sáng nhìnth c sóng l c sáng c ( > 760 m) Sóng

h ngngo c t o ra d dàng b ng cách t ng cho diode phát h ng ngo ichuyên d ng ngo c ng d ng trong nhi c Tiah ng ngo i v i b n ch n t nên có th ph n x khi g p b m t

v tth Ta có th ng d phát hi n v t th Trong m ch pháthi n v t th ho ng trên nguyên lý thu phát h ng ngo i ta b trí các diodephát và sensor thu h ng ngo i thành t ng c p theo m t s cách sau:

Ngoài ra h ng ngo c s d truy n tin không dây do có

tinmã hóa Thi t b thu phát h ng ngo i l n, g n nh , giá thành

r V i nh m trên h ng ngo c l a ch m t gi i pháp t i utrong vi c thi t k m ch phát hi n v t th cho c a t ng

Hình 3.5:

logic 0

Hình 3.6:

Hình 3.7: IC L298

- Trong n n s n xu t hi t chi u v c coi là m t

lo i máy quan tr ng m c dù ngày nay có r t nhi u lo i máy móc hi i

s d ng ngu n xoay chi u thông d ng

- n m t chi u có nhi m nh kh u

ch nht r t t t, kh máy l c bi t là kh i Chính vìv t chi c dùng nhi u trong các nghành công nghi p cóyêu c u cao v u ch nh t cán thép, h m m , giao thông

v n t u quan tr ng là các ngành công nghi i dùng ngu n

- C c t ph : C c t ph t trên các c c t

c ithi i chi u Lõi thép c a c c t ph ng làm b ng thép kh i và trênthân c c t ph t dây qu n mà c u r o gi n c c tchính.C c t ph c g n vào v máy nh nh ng bulông

c uch i than bao g m có ch t trong h p ch i than nh m t lò xo tì

v igiá Giá ch i than có th u ch nh v trí ch i than cho

n xoáy gây nên Trên lá thép có d p hình d sau khi ép l i tdây qu n vào

khi ép l thành lõi s t có th t c nh ng l thông gió

n nh có công su ng dùng dây có ti t

di n v a và l ng dùng dây ti t di n ch nh t Dâyqu n c n th n v i rãnh c a lõi thép

tránh khi quay b c li tâm, mi ng rãnh có dùng nêm t ho t dây qu n Nêm có làm b ng tre, g hay bakelit

C góp g m nhi u phi c m n v i nhau b ng l p mica dàyt n 1,2mm và h p thành m t hình tr u tr c tròn dùng haihình p hình ch V ép ch t l i Gi a vành p và tr n

t dâyqu n và các phi c d dàng

- Các b ph n khác

chi uth ng ch t o theo ki u b o v , u n p máy có l