ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
Ờ Đ UẦ
ế ữ ể ủ ề
L I NÓI ớ ự ươ ệ ừ
ệ ươ ầ ạ ề ng ti n giao thông
ố ộ là t c đ ra ể ự ng ti n giao thông. S phát tri n nhanh đã d nẫ đ nế tình tr ngạ t cắ ngh nẽ giao ngườ xuyên .V nấ đề đ tặ ra ở đây là làm sao để đ mả b oả
ủ ườ ả ộ ng là m t gi i pháp .
ể ế ươ ề ể ề ng trình đi u khi n đèn giao thông ta có th vi
. Nh ngư v iớ nh ngữ uư đi mể v ử ữ , ch tấ l
ể ậ ạ ở đây tôi đã ch nọ hệ th ngố đi uề khi nể có th l p trình đ
ữ ậ ủ ớ ệ t trên nhi u h tượ tr iộ c aủ PLC S7 200 linh c PLC t
ngươ trình đi uề khi nể đèn giao thông .
ề ề ọ ồ ọ Trong nh ng năm g n đây cùng v i s phát tri n c a n n kinh t tăng không ng ng v các lo i ph ủ chóng c a các ph thông x yả ra r tấ th giao thông thông su tố và sử d ngụ đèn đi uề khi nể giao thông ở nh ngữ ngã tư, ữ ơ nh ng n i giao nhau c a các làn đ ể ế t ch Đ vi ữ ngôn ng khác nhau ngượ làm vi cệ nổ đ nhị như: giá thành hạ , dễ thi công , s a ch a ượ ho t…. nên ể ế (Programmble Logic Control) v i ngôn ng l p trình c a S7 – 200 đ vi ch Xu tấ phát từ nh ngữ nhu c uầ th cự tế và nh ngữ ham mu nố hi uể bi lĩnh v cự này , tôi xin ch n đ tài làm đ án môn h c v : “ Thi tế về về ế ế ệ t k h
ố ề ể ạ ư ộ ề ể i ngã t dùng b đi u khi n PLC S7
ụ ế ị ự ộ ế ề ể th ng đi u khi n đèn giao thông t 200”. M c đích c a đ tài này là hi u bi ủ ề ố đ ng s , các gi t v các thi t b t
ự ộ ố ệ ọ pháp t đ ng h tích h p t ả i ấ ợ oàn di n thông qua PLC S7 – 200 và quan tr ng nh t
ộ ố ữ ứ ụ ủ ề ể là nh ng ng d ng c a PLC trong cu c s ng ( Đi u khi n đèn giao thông , t ự
ự ủ ả ấ ố ọ ộ đ ng s trong m i lĩnh v c c a ngành s n xu t . . )
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
Ổ ƯƠ Ệ Ố Ề Ể
Ộ Ề Ậ
Ả NG 1. T NG QUAN H TH NG ĐI U KHI N LOGIC KH CH Ủ Ể TRÌNH (PLC) VÀ B ĐI U KHI N L P TRÌNH PLC S7300 C A SIEMENS
Ề Ệ Ố Ổ Ả Ề Ể 1.1. T NG QUAN V H TH NG ĐI U KHI N LOGIC KH TRÌNH
ể ả 1.1.1. Gi
ề ệ i thi u chung v h th ng đi u khi n logic kh trình PLC ế ị ề ề ệ ố ể ả PLC ớ Thi t b đi u khi n logic kh trình ( ế ắ t t t Programmable Logic Control), vi
ạ ế ị ượ ứ ụ ự ộ thành PLC là lo i thi t b đ ấ ộ c ng d ng r t r ng rãi trong t đ ng hoá xí
ự ề ệ ệ ế ị ự ệ ấ nghi p công nghi p và r t nhi u lĩnh v c khác. Thi t b cho phép th c hi n linh
ể ố ữ ậ ề ậ ạ ậ ho t các thu t toán đi u khi n s thông qua ngôn ng l p trình, các thu t toán
ế ộ ể ử ễ ổ ợ này có th s a đ i và thay th m t cách nhanh chóng và d dàng cho phù h p
ệ ầ ượ ế ế ệ ẵ ớ ừ v i t ng yêu c u công ngh . PLC đ c thi t k có s n giao di n cho các thi ế t
ễ ể ữ ậ ể ậ ả ớ ơ ị b vào/ra và có th l p trình v i ngôn ng l p trình đ n gi n và d hi u, ch ủ
ả ư ế ạ ế y u gi ể i quy t các phép toán logic và chuy n m ch, cho phép các kĩ s không
ể ử ụ ữ ề ầ ượ yêu c u cao v máy tính và ngôn ng máy tính cũng có th s d ng đ c. PLC
ộ ộ ề ể ố ỏ ọ ễ ễ ậ ổ ổ là m t b đi u khi n s nh g n, d thay đ i thu t toán và d trao đ i thông tin
ặ ớ ớ v i các PLC khác ho c v i máy tính
ủ ầ ơ ả ấ ồ ử ệ 1.1.2. C u trúc chung c a PLC PLC g m có 5 thành ph n c b n: Module x lý tín hi u
Module nh ớ
Module ngu n ồ
Mô đun vào/ra
ế ị ậ Thi t b l p trình
ơ ồ ủ ơ ả ượ ể ễ ộ ộ S đ c a m t b PLC c b n đ c bi u di n trên hình 1.1
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ủ ấ Hình 1. . C u trúc chung c a PLC
ụ ợ Ngoài các module chính này, các PLC còn có các module ph tr nh ư
ế ố ạ ặ ệ ể ử ư ệ module k t n i m ng, các module đ c bi ế ố t đ x lý tín hi u nh module k t n i
ệ ơ ướ ể ề ộ ế ố ớ v i các can nhi t, module đi u khi n đ ng c b ớ c, module k t n i v i
ế encoder, module đ m xung vào .v.v..
ủ
ạ ộ ạ ạ ộ 1.1.3. Nguyên lý ho t đ ng c a PLC ươ Khi ch y, m t ch ng trình PLC chia làm 3 giai đo n chính:
ệ ạ ầ ọ Giai đo n 1: Đ c tín hi u đ u vào
ụ ạ ử ạ ủ ạ ầ ồ ộ Giai đo n này b vi x lý “ch p l ề i” tr ng thái logic c a các đ u vào r i truy n
ậ ượ ả ớ ữ ệ ộ hình nh nh n đ c vào b nh d li u.
ự ệ ạ ươ Giai đo n 2: Th c hi n ch ng trình
ớ ươ ứ ự ệ ộ Th c hi n các phép toán logic ch a trong b nh ch ng trình l n l ầ ượ ừ ầ t t đ u
ố ằ ử ụ ủ ứ ả ầ ạ ế đ n cu i b ng cách s d ng “hình nh” c a tr ng thái đ u vào ch a trong b ộ
ớ ữ ệ ả ủ ế ầ ả ỗ nh d li u. K t qu c a m i phép toán logic (hình nh đ u ra) l ạ ượ ư c l u i đ
ớ ữ ệ ộ trong b nh d li u.
ấ ế ạ ả Giai đo n 3: Xu t k t qu ra
ạ ủ ầ ư ạ ả ộ ộ Sao chép l i toàn b các tr ng thái logic hình nh c a đ u ra (l u trong b nh ớ
ể ề ể ế ị ầ ữ ệ d li u) ra các module đ u ra đ đi u khi n các thi t b bên ngoài.
ệ ủ ư ậ ư ể ộ Nh v y, ta có th khái quát m t chu trình làm vi c c a PLC nh sau:
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ệ ủ Hình 1. 2. Chu trình làm vi c c a PLC
ế ế ệ ề ể t k h đi u khi n PLC
ố ớ ế ế ề ể ầ ướ 1.1.4. Bài toán thi ộ Đ i v i m t bài toán thi t k đi u khi n PLC ta c n theo các b c sau:
ể ầ ệ Tìm hi u, phân tích yêu c u công ngh ,
ố ượ ể ủ ệ ố ề ị Xác đ nh đ i t ng đi u khi n c a h th ng,
ố ượ ạ ị ệ ả ầ ậ Xác đ nh lo i và s l ị ng tín hi u đ u vào và ra, l p b ng phân công đ a
ỉ ch vào/ra
ặ ư ồ ẽ ả ồ ờ ệ ậ V gi n đ th i gian ho c l u đ thu t toán cho các tín hi u vào/ ra
ự ạ ọ ươ ứ ữ ậ L a ch n ngôn ng l p trình và lo i PLC t ng ng
ế ố ớ ế ị ạ K t n i PLC v i thi t b ngo i vi
ế ươ ể ề Vi t ch ng trình đi u khi n
ể ạ ỗ ỏ Ch y mô ph ng và ki m tra l i
ươ ạ N p ch ng trình vào PLC
ử ể ạ Ch y th và ki m tra
ố ế ạ ươ ạ ế N u t t ta ti n hành n p ch ệ ng trình vào EPROM và t o tài li u
ươ ch ng trình.
ồ
ể
ề
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ự ướ ế ế ể Hình 1. 3. Trình t các b c thi ề t k bài toán đi u khi n PLC
ủ ạ
ệ ấ ư ề ả ọ ự 1.1.5. Phân tích l a ch n ch ng lo i PLC ị ườ Hi n nay trên th tr ấ ng có r t nhi u hãng s n xu t PLC nh Siemen, Omron,
ư ữ ề ể ỗ ABB, Mitshubishi, LG...., m i hãng đ u có nh ng tính năng và u đi m riêng.
ề ủ ạ ể ụ ạ ớ ượ ớ V i m c đích đa d ng v ch ng lo i đ em đ c làm quen v i các hãng PLC
ủ ự ể ề ậ ọ ộ khác nhau, vì v y đ tài l a ch n b PLC S7200 c a hãng Siemens đ nghiên
ẽ ủ ụ ạ ộ ộ ứ c u. B PLC S7200 là b PLC thông d ng, tính năng m nh m c a hãng
ể ự ộ ề ầ ộ ớ ợ Siemens, b PLC S7200 phù h p v i các yêu c u đi u khi n t đ ng t ừ ơ đ n
ứ ạ ế ả gi n đ n ph c t p.
ồ
ể
ề
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
Ộ Ề Ủ Ậ Ể 2.1. B ĐI U KHI N L P TRÌNH PLC S7200 C A SIEMEN
ấ ủ 2.1.1.C u trúc c a CPU224 g m ồ :
(cid:0) ừ ơ ể ư ươ ề ộ ộ 4096 t đ n (Word) đ l u ch ớ ng trình thu c mi n b nh
ọ ượ ị ấ ữ ệ ệ ớ ghi/đ c đ ờ c và không b m t d li u nh có giao di n v i EEPROM.
(cid:0) ừ ơ ể ư ữ ệ 2560 t đ n đ l u d li u.
(cid:0) ể ổ ổ ố 14 c ng vào logic và 10 c ng ra logic Có th ghép n i thêm 7 modul
ở ộ m r ng
(cid:0) ự ạ ố ổ ổ ổ ổ T ng s c ng vào ra c c đ i là 128 c ng vào và 128 c ng ra.
(cid:0) ộ ạ ễ ờ ộ ả 256 b t o th i gian tr , trong đó có 4 timer có đ phân gi i 1ms,
ộ ả ộ ả 16 timer có đ phân gi i 10ms, 236 timer có đ phân gi i 100ms.
(cid:0) ượ ỉ ế ạ ạ ộ ộ ế 256 b đ m đ c chia làm 2 lo i, m t lo i ch đ m lên (CTU),
ạ ừ ế ừ ế ộ ố m t lo i v a đ m lên v a đ m xu ng (CTUD).
(cid:0) ớ ặ ạ ằ ụ ặ 256 bit nh đ c bi ệ ư t (l u tr ng thái b ng t ho c pin) và 112
ư ạ ặ ặ bít (l u trong EEPROM) dùng làm các bit tr ng thái ho c các bit đ c ch ế
đ làmộ
(cid:0) vi c.ệ
(cid:0) ố ộ ự ệ ệ T c đ th c hi n l nh: 0.37µs
ồ ờ ệ ợ ồ cho 1 l nh logic Tích h p đ ng h th i
gian th c.ự
(cid:0) ợ ổ ề Tích h p c ng truy n thông RS485
(cid:0) ế ộ ề ắ ắ ắ ườ Có các ch đ ng t: ng t truy n thông, ng t theo s n
ệ ủ ộ ế ắ ờ ố ộ ắ xung, ng t theo th i gian và ng t báo hi u c a b đ m t c đ
cao
ồ
ể
ề
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
(cid:0) ữ ệ ị ấ ả ờ D li u không b m t trong kho ng th i gian 190gi ờ ể k
ừ ị ấ ệ ầ ươ ự ộ ả t khi PLC b m t đi n2 đ u vào t ng t đ phân gi i 8 bit
ả 2.1.2.Mô t các đèn báo trên PLC S7200:
ệ ố ệ ệ ỏ ị Đèn đ SF: đèn sáng khi PLCđang làm vi c báo hi u h th ng b
ỏ h ng hóc.
ở ế ộ ỉ ị Đèn xanh RUN: đèn xanh sáng ch đ nh PLC đang ch đ làm
vi c.ệ
ở ạ ừ ừ tr ng thái d ng. D ng
ươ ự ệ t c ch
ệ ủ ổ ủ
ứ ở Đèn vàng STOP: đèn sáng thông báo PLC đang ấ ả ng trình đang th c hi n. t ạ Đèn xanh Ix.x : đèn sáng báo hi u tr ng thái c a tín hi u c a c ng vào ứ đang m c logic 1 ng ượ ạ c l
ệ i là m c logic 0. ạ
ở ứ ị Đèn xanh Qx.x : đèn sáng báo hi u tr ng thái c a tín hi u theo giá tr ổ logic c a c ng ra đang ệ ứ i là m c logic 0. ệ m c logic 1, ng ủ ượ ạ c l
ổ ủ ề 2.1.3.C ng truy n thông:
ố ấ ố
ố
ố ấ ố
ồ ậ ữ ệ
ử ụ Chân 1: n i đ t. ồ Chân 2: n i ngu n 24VDC. Chân 3: ậ ữ ệ ề truy n và nh n d li u. Chân 4: không ử ụ s d ng. Chân 5: n i đ t. Chân 6: n i ồ ngu n 5VDC Chân 7: n i ngu n 24VDC. ề Chân 8: Truy n và nh n d li u. Chân 9: không s d ng
ớ ạ ư ủ ệ ể ấ ầ 2.1.4.Các u đi m c a PLC so v i m ch đi n đ u dây thu n tuý:
ỏ ỡ Kích c nh .
ổ ế ế ễ ề ỹ ầ ậ t k d dàng và nhanh khi có yêu c u v k thu t,qui
Thay đ i thi trình công ngh .ệ ứ ẩ ỗ Có ch c năng ch n đoán l i và ghi đè.
ể ẫ ứ ứ ụ ủ ệ ằ Các ng d ng c a S7200 có th d n ch ng b ng tài li u.
ứ ụ ượ ệ ả ậ ố Các ng d ng đ c phân b nhân b n nhanh chóng và thu n ti n.
ể ề ứ ụ ể ự ạ S7200 có th đi u khi n hoàng lo t các ng d ng khác nhau trong t
ồ
ể
ề
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ỏ ọ ẻ
ộ ậ ệ ự ộ ở ộ ả ộ ờ đ ng hoá
i hoàn h o cho các bài toán t ư ạ ỏ ể ả ộ ớ ấ đ ng hoá.V i c u trúc nh g n,có kh năng m r ng, giá r và m t t p l nh ả ủ Simatic m nh c a S7200 là m t l i gi ừ v a và nh . Ngoài ra S7200 còn có các u đi m sau đây :
ặ ậ ả ơ
- Cài đ t, v n hành đ n gi n.
ể ử ụ ệ ố ạ
- Các CPU có th s d ng trong m ng,trong h th ng phân tán ho c s
ặ ử
-
d ng ụ ơ ẻ . đ n l ả ợ ớ
- Có kh năng tích h p trên qui mô l n.
-
Ứ ể ơ ứ ạ ụ ề ả ng d ng cho các đi u khi nđ n gi n và ph c t p.
- Truy n thông m nh.
ề ế ố ạ ớ ể ậ ạ ươ 2.1.5. K t n i PLC v i máy tính đ l p trình và n p ch ng trình
ấ
ấ ộ ớ 2.1.6. C u trúc b nh . ớ ộ a, C u trúc b nh :
ụ ệ ớ
(cid:0) B nh c a S7 200 đ ớ ủ
có nhi m v duy trì
ượ c chia thành 4 vùng v i 1 t ờ ấ ị ả ấ ồ ụ ộ ấ ữ ệ d li u trong kho ng th i gian nh t đ nh khi m t ngu n cung c p.
ớ ọ ượ
(cid:0) B nh có tính năng đ ng cao, đ c và ghi đ
ạ ừ c trong toàn vùng, lo i tr
ộ ầ ớ ặ ệ ộ ph n các bit nh đ c bi t.
-
+ 4 vùng nh g m: ươ ớ ượ ề ộ ử ụ ể ư ữ : là mi n b nh đ c s d ng đ l u gi các ớ ồ Vùng ch ng trình
ươ ể ộ ệ l nh ch ng trình .Vùng này thu c ki u nonvolatile.
ư ề ữ ư ừ ố ỉ ị các tham s nh : t khoá, đ a ch
- Vùng tham số: là mi n l u gi
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ể ạ ộ tr m…Nó thu c ki u nonvolatile.
ớ ộ ừ ừ ể ề ậ
- Vùng dữ li uệ : là mi n nh đ ng, có th truy c p theo t ng bit, t ng byte,
ừ ơ ừ ể ư ượ ữ ậ ừ t ng t đ n và t kép. Đ c dùng đ l u tr các thu t toán, các hàm
ể ề ậ ả ị truy n thông, l p b ng , các hàm d ch chuy n, xoay vòng thanh ghi, con
ỏ ị ỉ tr đ a ch .
ỏ ớ ứ ề ề ớ ữ ệ ượ c chia thành nhi u mi n nh nh v i các ch c năng
- Vùng d li u đ khác nhau
* V: Variable memory * I: Input image register * O: Output image register * M: Internal memory bits * SM: Special memory bits
ỉ
2.1.7. Đ a ch các vùng nh c a S7200 CPU 224 ầ ị Đ u vào (Input): I0.0 ớ ủ →I0.7; I1.0→I1.5;
ầ I2.0→I2.7 Đ u ra (Output): Q0.0 →Q0.7;
ầ Q1.0→Q1.1 B đ m o đ u vào: I0.0 ộ ệ ả →I15.7
ầ (128 đ u vào)
ộ ệ ả ầ ầ B đ m o đ u ra: Q0.0 →Q15.7 (128 đ u ra)
ầ ươ ự Đ u vào t ng t : AIW0 →AIW62
ầ ươ ự Đ u ra t ng t : AQW0 →AQW62 Vùng nh ớ
ớ V: VB0→VB5119 Vùng nh L: LB0 →LB63
ớ Vùng nh M: M0.0 → M31.7
ử ụ ề ầ ặ 3.1 Cài đ t và s d ng ph n m m STEP 7 – Micro/win 32
ữ ầ ố ớ + Nh ng yêu c u đ i v i máy tính PC”
ố ặ ượ ề ầ ả c ph n m m STEP 7Micro/Win ph i
ữ ầ ả Máy tính cá nhân PC, mu n cài đ t đ tho mãn nh ng yêu c u sau đây:
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ấ ả ộ ớ ố 640 Kbyte RAM (ít nh t ph i có 500 Kbyte b nh còn tr ng).
ộ ở ế ộ ả Màn hình 24 dòng , 80 c t ch đ văn b n.
ả ố ổ Còn kho ng 2 Mbyte tr ng trong ứ đĩa c ng.
ệ ề ặ ơ Có h đi u hành MSDOS ver. 5.0 ho c cao h n.
ụ ề ể ộ ổ ố ự ụ B chuy n đ i RS232RS485 ph c v ghép n i truy n htông tr c
ti p ế
ữ ề gi a máy tính và PLC. (truy n thông online)
ề ề ủ ể ộ
ọ ớ
ự ế ớ ổ ữ Truy n thông gi a STEP 7Micro/Win v i S7200 CPU qua c ng ổ ử ụ ở phía đáy c a PLC. S d ng cáp có b chuy n đ i truy n thông ạ ể ố ượ RS232RS485, đ c g i là cáp PC/PPI, đ n i máy tính v i PLC t o ề ạ thành m ch truy n thông tr c ti p.
ề ầ
ủ ố
ủ ế ố ể ả ộ
ầ ủ ề ố ế ể ề ể ớ ổ ắ C m 1 đ u c a cáp PC/PPI v i c ng truy n thông 9 chân c a PLC, còn đ u kia ế ớ ổ ổ v i c ng truy n thông n i ti p RS232C c a máy PC. N u máy PC có c ng ổ ớ ề truy n thông n i ti p RS232 v i 25 chân, thì ph i ghép n i qua b chuy n đ i ố ớ 25 chân/9 chân đ có th ghép n i v i cáp truy n thông PC/PPI.
ề ậ ặ ầ + Cài đ t ph n m m l p trình STEP 7Micro/Win 32.
ể ộ ể ầ ề ủ ả đĩa c ng hoàn toàn có đ kh năng đ cài ph n m m
ớ ổ ổ ứ ầ ượ ế ướ Sau khi ki m tra b nh , STEP 7Micro/Win vào ứ c ng, thì l n l t ti n hành các b c:
ổ 1/ Chèn đĩa CD vào CD máy tính.
ể ở ộ 2/ Kích chu t vào nút “ Start “ đ m menu Window.
ộ 3/ Kích chu t vào m c ủ ụ Run c a menu.
ặ ừ ế 4/ N u cài đ t t :
ặ ộ Disk A: Trong h p tho i ạ Run, gõ a:\setup và kích OK ho c ENTER.
ặ ộ CD: Trong h p tho i ạ Run, gõ e:\setup và kích OK ho c ENTER.
ầ ừ ượ ẽ ầ ướ ỉ ẫ ế 5/ Sau đó s nh n đ c các ch d n thao tác ti p theo
ệ ặ ậ c d n d n t ng b trên màn hình và hoàn thành công vi c cài đ t.
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ệ ặ ộ ự ộ đ ng PG/PC Interface t
ể ở ề ử ổ ủ ấ ế 6/ Khi k t thúc vi c cài đ t, h p tho i setup ệ xu t hi n. Kích ạ “Cancel” đ tr v c a s chính c a STEP 7Micro/Win 32.
I0.1 Q0.1
I0. 0
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 0
ặ ể ắ ầ ươ ạ ả ầ
ấ ể ờ ề ng trình nh ph n m m ượ ng STEP 7
Sau khi đã cài đ t xong có th b t đ u so n th o ch ộ ằ STEP 7Micro/Win 32 b ng cách nh p đúp chu t vào bi u t Micro/Win 32 trên màn hình.
Ế Ể Ị
ớ ạ Ệ 4.1.CÁC L NH GHI/XOÁ GIÁ TR CHO TI P ĐI M 4.1.1 M ch nh R – S.
ạ ệ ở ươ ứ ạ ớ
ạ ệ ế ặ ở ngõ ra t ạ ệ
ệ
ạ ằ ạ ạ ố ệ i ta g i m ch này là m ch nh tín hi u (gi ng nh
ớ ổ ạ ườ ề ọ ể ạ ơ
M ch này có hai tr ng thái tín hi u ng ng v i các tr ng thái tín hi u đ t ngõ vào. N u ngõ vào I0.0 có tr ng thái 1 thì ngõ ra có tín hi u 1. Khi ườ ợ ngõ vào I0.1 có tr ng thái tín hi u 1 thì ngõ ra có tín hi u 0. Các tr ng h p còn ệ ạ ư ề l i, ngõ ra đ u b ng 0. Ng ự ữ ạ m ch t gi trong m ch đi u khi n dùng r le). Thay đ i tr ng thái các ngõ ra: ặ ặ đ t (set) ho c xoá (reset).
ệ 4.1.2 L nh SET (S) và RESET (R) trong S7200
ơ ồ ặ ằ ộ Trong s đ hình thang, các cu n dây ra s
ằ ụ ể ệ ộ
ẽ ượ ề ả ặ ặ ộ ộ c đ t cũng nh
ế ệ ở ặ ẽ ở ạ tr ng thái đ t (b ng 1) ho c ề ệ xoá (b ng 0) ph thu c vào các quan h logic đi u khi n dòng tín hi u. Khi có ư dòng ch y đ n cu n dây, m t ngõ ra ho c nhi u ngõ ra s đ xoá b i các l nh này.
ả ệ ị ủ ề ị ỉ
ẽ ượ ỉ
ế ạ ừ ế
ứ ệ ị ổ ở ữ ệ ả ộ ệ Trong b ng li ươ ế đ n các ngõ ra t ở ư cũng nh xoá b i các l nh set và reset (ph m vi cho phép t N i dung ngăn không b thay đ i b i nh ng l nh này. Trong c hai d ng s đ ế ẽ t kê l nh, các giá tr này s truy n giá tr c a đ nh ngăn x p ặ ằ c đ t ng ng. Khi đ nh ngăn x p b ng 1 thì các ngõ ra s đ 1 đ n 255 ngõ ra). ơ ồ ạ
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ấ ự ế ả ỉ
ượ ạ ồ ị
ộ ệ ế ệ ớ ị ị ề ệ hình thang và li Giá tr ngõ ra trong toán h ng đ lý, khác v i các l nh gián ti p, giá tr này ch đ t kê ch th đ u cho phép kh năng truy xu t tr c ti p ngõ ra. ờ ậ ộ ệ c ghi đ ng th i vào b đ m và các ngõ ra v t ỉ ượ c ghi vào b đ m.
ả ệ ằ Mô t l nh S (Set) và R (Reset) b ng LAD
ả ệ ằ Mô t l nh S (Set) và R (Reset) b ng STL
ộ ớ ụ ứ ụ 4.1.3 Các ví d ng d ng dùng b nh
ố ẫ ủ ạ ừ a/ M ch ch t l n nhau c a 2 van t
ậ Xác l p vào/ra
Kí hi uệ Chú thích
Điạ chỉ
ấ ườ I0.0 Nút nh n th ở ng m S1
ấ ườ I0.1 Nút nh n th ng đóng S2
ấ ườ ở I0.2 Nút nh n th ng m S3
Q0.0 Van t 1ừ Y1
Q0.1 Van t 2ừ Y2
ơ ồ ạ ả ậ Hình 4.41 S đ m ch logic Hình 4.42: B ng xác l p vào/ra
ớ ộ ộ ừ 1)
ặ Qua vi c kh i đ ng S1 ho c S3 các b nh m t (van t ạ ấ ặ ộ ụ ắ ừ ệ ả ạ ộ ho t đ ng: Mô t ớ ho c b nh hai (van t ệ ở ộ ẽ ượ ặ c đ t. Nút nh n S2 làm nhi m v c t m ch. 2) s đ
ươ ượ Ch ng trình đ c vi ế ở t LAD
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ươ ượ Ch ng trình đ c vi ế ở t STL:
ễ ữ ệ ệ ờ
ộ ạ ọ ộ ề ể ẫ 5.1. Timer: Timer là b t o th i gian tr gi a tín hi u vào và tín hi u ra nên ễ trong b đi u khi n v n g i là khâu tr .
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ể ậ ớ ượ B đi u khi n l p trình S7 – 200 có 128 timer (v i CPU 214) đ c chia làm 2
ạ ộ ề lo i khác nhau:
ệ ễ ạ ờ ớ Timer t o th i gian tr không có nh (ON Delay Timer) kí hi u là TON.
ạ ờ ễ ệ ớ Timer t o th i gian tr có nh (Retentive ON – Delay Timer) kí hi u là
TONR
ạ ớ ề ạ ả ộ ả ờ C hai lo i Timer đ u có 3 lo i v i 3 đ phân gi i th i gian khác nhau: 1ms
10ms
100ms
ờ ượ ạ ủ ộ ả ủ i c a Timer đ ượ c
ễ đ Th i gian tr ị ặ ướ ọ ch n và giá tr đ t tr c t o ra chính là tích c a đ phân gi c cho Timer.
ệ ộ M t Timer đang làm vi c có th đ
ầ
ể ượ ư ạ ề ạ c đ a l ộ ộ ư ậ ị ế ị ằ
ể ầ ủ c đ t v 0 và tín hi u đ u ra cũng có logic b ng 0. Có th reset b t c
ệ ồ ặ ề ủ ươ ệ ằ
ộ i v tr ng thái Reset m t Timer: ọ ượ c g i là reset Timer. Khi reset m t b Timer, Tword ban đ u, công vi c đó đ ứ ờ ượ c xoá và có giá tr b ng 0, nh v y giá tr đ m t c vàTbit c a nó đ ng th i đ ấ ứ ằ ệ ờ ượ th i đ ộ ể ộ b Timer nào c a S7 – 200 b ng l nh R. Có hai ph ng pháp đ reset m t Timer TON:
ầ ệ Xóa tín hi u đ u vào
ệ Dùng l nh reset.
ệ ươ ấ ể ể ộ Dùng l nh R là ph ng pháp duy nh t đ reset các b Timer ki u TONR
ộ ậ ậ ả C p nh t Timer có đ phân gi i là 1ms
ủ ả ộ
CPU c a S7 – 200 có các b Timer có đ phân gi ậ ộ ứ ổ ậ i 1ms cho phép PLC c p ộ ộ ầ ỗ
ị ế ấ ờ ả ể ề ả ộ nh t và thay đ i giá tr đ m t c th i trong Tword m i 1ms m t l n. Các b i th p này có kh năng đi u khi n chính xác các thao tác. Timer có đ phân gi
ộ ả ớ ộ ậ i 1ms đ
ị ế ệ ỉ ặ
ậ ể ả ộ
ổ ỏ ị ế ứ
ộ ộ ộ ề ộ
ể ủ ộ ị ế ứ ạ ậ ể ượ c kích, vi c c p nh t đ Ngay sau khi b Timer v i đ phân gi ị ự ộ ờ ứ đ ng. Ch nên đ t giá tr thay đ i giá tr đ m t c th i trong Tword hoàn toàn t ầ ố ậ ủ ộ ổ ấ i 1ms. T n s c p nh t đ thay đ i r t nh cho PT c a b Timer có đ phân gi ụ ả ộ ủ ờ i 1ms không ph giá tr đ m t c th i và Tbit c a m t b Timer có đ phân gi ươ ủ ủ ng trình thu c vào vòng quét (scan) c a b đi u khi n và vòng quét c a ch ậ ể ượ ậ ờ c c p nh t đang ch y. Giá tr đ m t c th i và Tbit c a b Timer này có th đ
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ấ ờ ượ ậ ề ầ ậ ộ c c p nh t nhi u l n trong m t
ể ờ ế ớ ơ vào b t ký th i đi m nào trong vòng quét và đ vòng quét n u th i gian vòng quét l n h n 1ms.
ệ ệ ộ ộ Th c hi n l nh R đ i v i m t Timer có đ phân gi
ả i 1ms đang ị ế ầ ở ạ ứ
ố ớ ư ượ ư ề ị ự tr ng thái ề ạ ờ ệ làm vi c có nghĩa là đ a Timer đó v tr ng thái ban đ u, giá tr đ m t c th i ậ ủ c a Timer đ c đ a v 0 và Tbit nh n giá tr logic 0.
ộ ậ ậ ả C p nh t Timer có đ phân gi i là 10ms
ộ CPU c a S7 – 200 có các b Timer v i đ phân gi
ậ i 10ms. Sau khi đã đ ờ ả ị ế ể ạ
ủ ệ ậ ầ ớ ộ ổ ụ ủ
ộ ộ ầ ứ ươ ờ ể ạ ầ ỗ ộ ự ộ đ ng m i vòng quét m t l n và t
ượ c kích, vi c c p nh t Tword và Tbit đ thay đ i giá tr đ m t c th i và tr ng thái ượ ng trình và đ logic đ u ra c a các b Timer này không ph thu c vào ch c ế ti n hành hoàn toàn t i th i đi m đ u vòng quét.
ự ệ ệ ộ ộ ả ộ Th c hi n l nh R đ i v i m t b Timer có đ phân gi i là 10ms đang
ố ớ ư ề ạ ệ ầ
ở ạ tr ng thái làm vi c là đ a Timer v tr ng thái ban đ u và xoá Tword và Tbit ủ c a Timer.
ộ ậ ậ ả C p nh t Timer có đ phân gi i là 100ms
ộ
ượ ữ ạ ộ c tính t ả i là 10ms. Giá ờ i m i đ u vòng quét và th i
ầ ế ị ể ư ể ộ ỗ ầ ướ ủ ộ ả ẽ ờ H u h t các b Timer c a S7 – 200 là các b Timer có đ phân gi tr đ l u tr u trong b Timer 100ms đ ừ ầ gian đ tính s là kho ng th i gian t đ u vòng quét tr c đó.
ổ ỉ ượ ờ ủ ị ế ứ Vi c c p nh t đ thay đ i giá tr đ m t c th i c a Timer ch đ
ậ ể ể ươ
ả
ệ ị ế ệ ậ ả ự ế c ti n hành ở ậ ng trình. B i v y quá ự ộ đ ng và không ả ỗ t ph i th c hi n m t l n trong m i vòng quét ngay c khi Timer đã
ệ ậ ờ ạ i th i đi m có l nh khai báo cho Timer trong ch ngay t ờ ứ ậ trình c p nh t giá tr đ m t c th i không ph i là quá trình t ộ ầ ấ nh t thi ượ đ ế c kích.
5.1.1 On – Delay Timer (TON)
ỉ ủ ị ở ượ ộ ả Đ a ch c a On – Delay Timer S7 – 200 đ c cho theo đ phân gi i nh ư
sau:
CPU 215/216
ộ Đ phân iả gi CPU 212/214/215/216 CPU 214/215/216
1ms T32 T96
10ms ế T33 đ n T36 ế T97 đ n T100
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
100ms ế T37 đ n T63 ế T101 đ n T127 ế T128 đ n T155
ượ ế ư ả ồ ờ ủ TON đ c vi t trong LAD và STL cũng nh gi n đ th i gian c a nó
ờ ế ế ạ ị
ậ ị ế ế ạ
ị ặ ướ ắ ở ộ ờ ứ ị ệ ạ Th i gian đóng m ch ch m kh i đ ng và đ m đ n giá tr cao, khi ngõ vào I0.2 ạ ờ c , thì bit th i gian ho t đóng m ch. N u giá tr đ m t c th i >= giá tr đ t tr ộ đ ng (T33 có tín hi u 1). Nó b reset khi ngõ vào I0.2 ng t m ch.
5.1.2 Retentive On – Delay Timer (TONR)
ỉ ủ ị ở ượ ộ ả Đ a ch c a TONR S7 – 200 đ c cho theo đ phân gi ư i nh sau:
CPU 212/214 CPU 214 CPU 215/216
ộ Đ phân iả gi
1ms T0 T64
10ms ế T1 đ n T4 ế T65 đ n T68
100ms ế T5 đ n T31 ế T69 đ n T95
ượ ế ư ả ồ ờ ủ TONR đ c vi t trong LAD và STL cũng nh gi n đ th i gian c a nó:
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ờ ạ ế ế
ạ ế ậ ị ế
ờ ượ ư ạ ứ ệ
ở ộ ứ ờ ị ế ầ ị ị ủ
ị ặ ướ c l u l ệ ả ả ượ ệ ộ ữ ế
ờ ớ ụ ị ặ ướ ị Th i gian đóng m ch ch m kh i đ ng và đ m đ n giá tr cao, khi ngõ vào I2.1 ạ ờ c, thì bit th i gian ho t đóng m ch. N u giá tr đ m t c th i >= giá tr đ t tr ổ ộ đ ng (T2 có tín hi u 1). Giá tr đ m t c th i đ i và không b thay đ i trong kho ng th i gian tín hi u đ u vào I2.1 có tín hi u logic 0. Giá tr c a Tbit ị ế không đ c nh mà ph thu c hoàn toàn vào k t qu so sánh gi a giá tr đ m ờ ứ t c th i và giá tr đ t tr c.
ộ ế 6.1COUNTER (B đ m)
ộ ế ế ườ ệ Counter là b đ m th c hi n ch c năng đ m s n xung trong S7 – 200. Các
ủ ự ượ ạ ộ ế b đ m c a S7 – 200 đ ứ c chia làm hai lo i:
ộ ế B đ m lên CTU (Count Up)
ộ ế ế B đ m lên và đ m xu ng ố CTUD (Counter Up/Down).
CP 212 CPU 214 CPU 215/216
Z0 – Z63 Z0 – Z127 Z0 – Z255
CTU CTUD CTU CTUD
0 47 48 63 0 – 47 48 79
80 127
ồ
ể
ề
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ỉ ủ ộ ế ị Hình 4.44. Các vùng đ a ch c a b đ m
ộ ế 6.1.1 B đ m lên (Counter up)
ủ ố ườ ứ ầ
ế (CTU) đ m s s ổ ạ ố ườ ệ ủ ừ
ọ
ị ế ệ
ế ố ầ 0 đ n 1 c a tín hi u. S s ộ ế ủ ượ c ghi vào thanh ghi 2 byte c a b đ m, g i là thanh ghi Cword. C ủ ộ ế n xung tín hi u thì giá tr đ m c a b đ m Cxx tăng 1. Giá tr này có th ỉ ừ ạ ế ộ ế ị n lên c a tín hi u logic đ u vào (CU), t c là ế ệ n xung đ m ứ ể ị ạ ế ị ế i n u giá tr đ m đ t đ n
ộ ế B đ m lên ế đ m s l n thay đ i tr ng thái logic t ượ đ c, đ ỗ ườ m i s ấ ủ ế tăng đ n giá tr cao nh t c a nó. B đ m ch d ng l +32767.
ọ ộ ượ
ớ ướ ủ ị ặ c (giá tr t
ờ ủ ộ ế ộ ế ượ ằ ặ ứ ủ ơ ứ
ị ế ằ
ị ặ ướ ặ ệ ủ ị ặ ướ ộ ỏ ơ ị ứ ườ ợ ờ ng h p giá tr đ m t c th i nh h n giá tr đ t tr
ị ế N i dung c a Cword, g i là giá tr đ m t c th i c a b đ m, luôn đ c so ệ ị ớ ạ c ký hi u là PV sánh v i giá tr đ t tr i h n) c a b đ m, đ ờ ớ c này (Preset value). Khi giá tr đ m t c th i l n h n ho c b ng giá tr đ t tr ặ ộ ế thì b đ m báo ra ngoài b ng cách đ t giá tr logic 1 vào m t bit đ t bi t c a nó, ị ế ọ ượ c g i là Cbit. Tr đ c thì ị giá tr logic là 0.
ộ ế ế ượ
B đ m s đ ằ ượ ặ ả i R cu nó đ ớ c th c hi n v i Cbit. Khi b đ m đ ạ c đóng m nh ượ ộ ế c
ề ả ậ ị ặ ạ ẽ ượ c reset (0), n u ngõ vào đ t t ệ ự ệ (b ng 1) ho c khi l nh R (reset) đ reset, c Cword và Cbit đ u nh n giá tr 0.
ỉ ủ ộ ế ị ượ ả ở Vùng đ a ch c a b đ m đ c cho trong b ng hình 1.
ớ ạ ặ ở ư ể ằ ố ế i h n đ m đ t
ặ ị ớ ạ i h n gi ngõ vào PV đ a ra có th là h ng s ho c ư nh sau: VW , T, C, IW, MW, SMW, SW, AC, AIW, Constant, *VD,
Giá tr t ừ ể có th là t *AC.
ượ ế ư ả ồ ờ ượ c vi t trong LAD, STL cũng nh gi n đ th i gian đ c cho
ộ ế ư B đ m CTU đ ẽ nh hình v :
ộ ế ố 6.1.2 B đ m lên/ xu ng (Counter up down)
ộ ế ủ ế ặ B đ m lên/xu ng (CTUD) đ m lên khi g p s
ệ m i s
ườ ủ ộ ế ị ấ ủ ể ị ố ế đ m lên, ký hi u là ở xung lên ổ n lên c a xung vào c ng ở ỗ ườ ị ế n CU trong LAD. Giá tr đ m c a b đ m tăng 1 ộ ế ế ngõ vào. Giá tr này có th tăng đ n giá tr cao nh t c a nó. B đ m
ồ
ể
ề
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ị ế ế ố
ộ ế ệ ở ộ ế CTUD đ m xu ng khi ị n lên c a xung vào c ng đ m xu ng, ký hi u là CD trong LAD. Giá tr ỉ ngõ vào CD. B đ m ch ố n xung lên
ả ị ế ạ ế ỉ ừ ạ ế ch d ng l ặ ườ ủ g p s ộ ế ủ ế đ m c a b đ m gi m đi 1 ế ạ ừ d ng l ạ ế i n u giá tr đ m đ t đ n +32767. B đ m ổ ế ở ỗ ườ m i s i, n u giá tr đ m đ t đ n 32767.
ế ị ặ ướ ở N u giá tr đ m t c th i >= giá tr đ t tr ngõ vào PV, thì Cbit có giá tr ị
c ị ằ ờ ợ ị ế ằ b ng 1. Còn các tr ứ ườ ng h p khác Cbit có giá tr b ng 0.
ố ể ượ ư ề ạ c đ a v tr ng thái ư ộ ế CTU, b đ m ộ ế CTUD cũng có th đ
Gi ng nh b đ m ở ằ ầ kh i phát ban đ u b ng 2 cách:
ằ ị Khi ngõ vào R có giá tr logic b ng 1
ộ ế ệ ể Dùng l nh R (reset) đ reset Cbit b đ m.
ớ ạ ặ ở ư ể ằ ố ế i h n đ m đ t
ặ ị ớ ạ i h n gi Giá tr t ngõ vào PV đ a ra có th là h ng s ho c ư ừ ể có th là t nh sau: VW , T, C, IW, MW, SMW, SW, AC, AIW, Constant, *VD, *AC.
ượ ế ư ả ồ ờ ượ c vi t trong LAD, STL cũng nh gi n đ th i gian đ c cho
ộ ế CTU đ ư B đ m ẽ nh hình v :
ồ
ể
ề
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
I0.1 Up
I0.2 Down
I0.3 Reset
5
5
4
4
4
3
3
2
0
1
0
C48 (current)
C48 (bit)
ƯƠ ể ề ọ ệ ế ị ầ ứ CH NG 2:Tìm hi u v công ngh và ch n thi t b ph n c ng
ệ ầ 2.1. Yêu c u công ngh
ướ ệ ươ ệ Tr c tình hình hi n nay ph
ệ ố ướ ứ ạ ế ẫ nhanh và h th ng giao thông n ng ti n tham gia giao thông ngày càng tăng ạ c ta ngày càng ph c t p. D n đ n tình tr ng
ể ả ạ ắ ậ ả ùn t c và tai n n giao thông ngày càng tăng. Vì v y đ đ m b o giao thông đ ượ c
ệ ử ụ ệ ố ệ ề ể ố an toàn và thông su t thì vi c s d ng các h th ng tín hi u đi u khi n và phân
ở ầ ế ớ ầ ư ậ ọ ồ lu ng các nút giao thông là c n thi ệ ố t. V i t m quan tr ng nh v y h th ng
ể ệ ề ầ ả ầ ả đi u khi n tín hi u giao thông c n đ m b o các yêu c u sau:
ạ ộ ụ ả ả ộ ờ ộ đ m b o ho t đ ng m t cách chính xác, liên t c trong m t th i gian dài
ậ ộ đ tin c y cao
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ệ ổ ả ả ị đ m b o làm vi c n đ nh lâu dài
ễ ườ ườ d quan sát cho ng i đi đ ng
ỏ ế ệ ượ chi phí nh , ti t ki m năng l ng.
X1
Ð3 V3 X3
V1
Ð1
Ð1
V1
X3
V3
Ð3
X1
ạ ộ ủ ắ 2.2: Nguyên t c ho t đ ng c a đèn giao thông
START
STOP
ấ ạ C u t o
ệ ố ề ể ồ ố ộ H th ng đèn giao thông hay là đèn đi u khi n giao thông g m b n c t
ượ ắ ặ ạ ố ầ ộ ư ộ ộ ỗ ồ đèn chính đ c l p đ t t ủ i b n đ u c a m t ngã t . M i m t c t đèn g m 3
ồ ỏ ỏ đèn chính g m: đèn xanh, đèn đ và đèn đ .
ộ ệ ố ộ ộ ể ừ ề ỗ ẽ Ngòai ra, m i m t h th ng đèn có m t h p đi u khi n t ệ đó s phát ra tín hi u
ủ ề ể ề ể ừ ổ ệ đi u khi n đèn.Tín hi u đi u khi n c a đèn t ồ CPU thông qua các c ng ra r i
ố ế ơ ồ ệ ố ế đ n các r le, r i qua h th ng dây n i đ n các đèn.
ạ ộ ắ Nguyên t c ho t đ ng
ừ ư ế ờ + Th i gian t 6h đ n 8h. u tiên làn 1 đi 1 phút
ừ ư ế ờ ờ + Th i gian t 8h đ n 22h hai làn cùng có th i gian l u thông là 45s
ồ
ề
ể
ọ Đ án môn h c
Đi u Kh n đèn giao thông
ừ ế ấ ế ế + T 22h đ n 6h sáng ngày hôm k ti p đèn vàng hai làn nh p nháy 2s
ế ộ ả ạ 2.3: B ng kích ho t ch đ đèn
ờ ụ ế ộ ụ ST Gi tác d ng Ch đ tác d ng
T
1 06h 08h Làn 1 đi 1 phút
ế ộ ườ 2 08h 22h Ch đ bình th ng
3 22h 06h Đêm khuya
