100 MB Bao gồm tất cả file,.lưu đồ giải thuật... thuyết minh, bản vẽ nguyên lý, bản vẽ thiết kế, FILE lập trình, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN tử ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ THANG MÁY BA TẦNG

ĐIỆN TỬ-TIN HỌC NGÀNH ĐIỆN TỬ

                         NHIỆM  VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên :            

Lớp: ĐHĐT

Ngành  : Điện  Tử Công  Nghiệp

Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ THANG MÁY BA TẦNG

 

CHƯƠNG DẪN NHẬP

 

      Hiện nay, vấn đề tự động hóa ngày càng trở nên phổ biến trong các lĩnh vực của đời sống. Tự động hóa đã phát triển mạnh ở các nước phát triển và đang phổ biến ở các nước đang phát triển với sự ra đời của các thiết bị điều khiển lập trình. Một trong các thiết bị điều khiển lập trình phổ biến hiện nay là PLC có khả năng điều khiển tự động các hoạt động với chương trình đã được lập trình sẵn và có thể thay đổi chương trình lập trình theo ý muốn. PLC có nhiều ứng dụng trong thực tế trong đó có việc điều khiển hệ thống thang máy.

      Đề tài “ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ THANG MÁY BA TẦNG” tập trung nghiên cứu lập trình trên PLC S7-200 điều khiển thang máy 3 tầng theo yêu cầu của người sử dụng với ngôn ngữ lập trình viết theo dạng LAD. Do điều kiện khách quan và chủ quan nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu và thi công ở phần thang máy 3 tầng sử dụng PLC S7-200.

      Đề tài tập trung vào 3 vấn đề chính:

1. Giới thiệu tổng quát và các yêu cầu trang bị điện về thang máy.
2. Giới thiệu về PLC S7-200.
3. Điều khiển thang máy 3 tầng dùng PLC S7-200.

.................................................................

Chương II:

GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VÀ CÁC YÊU CẦU TRANG BỊ ĐIỆN VỀ THANG MÁY

1. GIỚI THIỆU THANG MÁY:

1.1 Giới thiệu tổng quát:

      Hầu hết các toà nhà cao tầng, các tòa cao ốc, các khách sạn, các bệnh viện…Có thể chứa rất nhiều dân cư, hành khách…Do đó nảy sinh vấn đề đi lại, di chuyển rất khó khăn. Cho nên công nghệ thnag máy đa xuất hiện ừ lúc ấy, thang m1y là moat loại máy nâng vận chuyển lên xuống, hiện đại và tiện nghi. Nó đã giải quyết được rất hoàn hảo về vấn đề đi lại trong các tòa nhà và sự đi lên xuống các bậc tam cấp rất nặng nhọc, thay cho sức lực cơ bắp của con người, đỡ tốn nhiều thời gian. Nhất là đối với những tòa nhà nhiều tầng.

      Hiện nay ở nước ta công nghệ thang máy đang phát triển mạnh mẽ. Đã có nhiều công ty trong nước và ngoài nước ra đời chẳng hạn như: Công ty thang máy Thiên Nam, Công ty điện Việt Minh, Công ty kỹ thuật điện Sài Gòn, Hãng chế tạo thang máy Otis… Để đáp ứng nhu cầu lắp đặt bảo trì và sửa chữa các hệ thống thang máy.

1.2 Phân loại:

      Thang máy có nhiều loại khác nhau như: thang máy chở hành khách, chở hàng hóa, kết hợp vừa chở hành khách vừa chở hàng hóa. Thang máy có dung lượng nhẹ, trung bình, đặc biệt nặng. Thang máy chạy chậm, chạy trung bình, chạy nhanh. Thang máy có cơ cấu truyền động đặt ở trên khung, đặt ở dưới khung. Thang máy có hệ thống điện một chiều, xoay chiêu. Thang máy có bộ phận phát động động cơ là có bánh răng, không có bánh răng…có bộ phận dẫn động dây cáp là tang quay hay puly ma sát. Thang máy có cách truyền cáp trên puly ma sát lá quấn nửa hay quấn đầy. Thang máy có cách thức vận hành bằng tay, nút bấm, tín hiệu, kết hợp (kép). Thang máy có tỉ số giữa tốc độ động cơ và tốc độ buồng thang là 1:1 (trực tiếp), giảm nhỏ, giảm nhỏ nhiều lần. Thang máy có tải trọng cân bằng là đối trọng hay tải trọng bù.

      2. CẤU TẠO THANG MÁY:

     Tất cả các thang máy dù là chở người hay là chở hang hóa thì cấu tạo cơ bản cần phải gồm các phần chính sau: buồng thang hộp giảm tốc, các cơ cấu hãm an toàn, đối trọng dây cáp và puly truyên động, động cơ điện và các khí cụ khống chế, đệm dầu.

      2.1 Buồng thang:

      Việc chọn lựa , xác định hình dáng và kích thước buồng thang phù hợp sẽ giúp cho quá trình chuyển động lưu thông đạt kết quả cao nhất.

      Kinh nghiệm cho thấy rằng: hình dáng tốt nhất cho một buồng thang là độ rộng phía trước kết hợp hài hòa với độ sâu của buông thang lớn sẽ giúp cho việc mở cửa được dễ dàng và quan trọng giúp cho việc nhận và thả khách tại từng tầng được nhanh chóng. Trong khi đó độ sâu nên được giảm xuống đến một giá trị nhỏ nhất cho phép, nhằm hạn chế tai nạn đối với buồng thang đông người do số người đứng trước che lấp số người đứng sau.

     Ngoài ra kích thước buồng thang còn phải được quyết định bởi số lượng hành khách mà nó mang (dung lượng của thang). Thực tế thông thong, vùng đòi hỏi hàng khách trong buồng thang cho phép là 0.186m2/người. Dung lượng chuyên chở lớn nhất của thang chở người là 33.75Kg/0.093m2 với giả định trung bình mỗi khách là 67.5Kg. Dung lượng của buồng thang còn được lựa chọn tùy theo nơi lắp đặt thang. Trong các công ty, chỗ ở thì khoảng 450Kg, 2250Kg cho các cửa hàng buôn bán và trong khoảng từ 930Kg – 1350Kg cho các tòa nhà là văn phòng.

     Theo tiêu chuẩn của Mỹ, kích thước buồng thang được cho phép theo dung lượng tải trọng như bảng 1-1.

 

SỐ HÀNH KHÁCH	KÍCH THƯỚC BUỒNG THANG		KÍCH THƯỚC           ĐƯỜNG  HẦM		TẢI TRỌNG (KG)
	RỘNG	SÂU	RỘNG	SÂU
4 5 6 7 8 10 12 15 18 21 24	3’ –  2” 3’ –  7” 3’ –  10” 4’ –  3” 4’ –  7” 5’ –  2” 5’ –  8” 6’ –  6” 7’ –  4” 7’ –  9” 8’ –  4”	3’ –  2” 3’ –  5” 3’ –  8” 3’ – 11” 4’ – 1” 4’ –  6” 4’ – 10” 5’ –  3” 5’ –  6” 6’ –  0” 6’ –  4”	4’ –  0” 4’ –  5” 4’ –  9” 5’ – 1” 5’ –  5” 6’ –  2” 6’ –  8” 7’ –  6” 8’ –  4” 8’ –  9” 9’ –  4”	4’ – 0” 4’ – 3” 4’ – 6” 4’ – 9” 4’ – 11” 5’ – 9” 5’ – 11” 6’ – 4,5” 6’ – 7,5” 7’ – 1,5” 7’ – 5,5”	270 337,5 405 472,5 540 675 870 1072,5 1215 1417,5 1620

 

Bảng 1-1

Theo tiêu chuẩn Liên Xô, ta có các số liệu về buồng thang như sau:

Hình	Loại thang	Tải trọng (Kg)	Vận tốc (m/s)	Kích thước buồng thang (mm)			Trọng lượng buồng thang (Kg)
				Rộng (A)	Sâu (d)	Cao (B)
1	Chở khách	320 500	0,71 : 1 1	1000 1200 1200	1200 1400 2200	2100 2100 2100	650 800 1400
2	Chở hàng	500	1	2200	1200	2100	1500
1	Chở khách	100	1;2;4	1800	1500	2250	1700
3		500	0,5	1000 1500	1500 2000	2000	500 700
4	Chở hàng loại lớn	1000 1000 2000 2000 3200 3200 5000	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25	1500 2000 2000 2000 2000 2500 3000	5000 2500 2500 3000 3000 3500 4000	2200 2200 2200 2200 2200 2200 2400	1000 1400 1450 1900 2000 2200 3300
		1000 1000 2000 2000 2000 2000 3200 3200	0,5	2000 2000 2000 2000 2000 2000 2500 2500	2500 2500 2500 2500 3000 3000 3500 3500	2700 3700 2700 3700 2700 3700 2700 3700	1700 2000 1700 2000 2300 2800 2500 3000

Bảng 1-2

          Các hình dáng và kích thước của các loại buồng thang nêu sau đây là những dạng thông dụng là tối ưu mà người ta lựa chọn, đó là những dạng phổ biến.

2.2 Bộ giảm tốc:

     Bộ giảm tốc là khâu truyền lực truyền động năng từ đầu trục động cơ đến tang quay hay puly dẫn động cũng có hệ thống truyền động trực tiếp không sử dụng bộ giảm tốc, động năng phát ra trên đầu trục động cơ được truyền trực tiếp qua py dẫn động hình 5, những hệ thống như thế đòi hỏi một động cơ có tốc độ chậm và khoảng điều chỉnh tốc độ rộng.

Hình 5: Truyền động không báng răng hay truyền động trực tiếp.

     Dạng truyền động không bánh răng hay trực tiếp này được sử dụng cho các thang tốc độ cao.

     Thông dụng trong thực tế người ta sử dụng loại truyền động có bánh răng.

Động năng trên trục động cơ sẽ được truyền tới tang quay hay puly dẫn động qua một hệ thống bánh răng trục vít để giảm tốc. Với cách truyền động cơ, bộ giảm tốc như vậy, người ta có thể sử dụng động cơ có tốc độ cao cho các thang có tốc độ thấp và công suất đòi hỏi của động cơ cũng nhỏ hơn trường hợp truyền trực tiếp.

Hình 6: Truyền động có bánh răng với động cơ có tốc độ cao.

          Hộp giảm tốc ta thường gặp 2 loại: Hệ thống gồm nhiều bánh răng ăn khớp, hệ thống bánh răng trục vít.

     Hệ thống có nhiều bánh răng ăn khớp có khả năng truyền lực lớn, làm việc chắc chắn nhưng lại cồng kềnh khi cần tỉ số truyền lớn và làm việc không êm nên loại hộp giảm tốc này thường chỉ được dùng cho loại thang có tốc độ của động cơ và tốc độ của tang quay không chênh lệch lớn lắm. Hiện nay, hộp giảm tốc loại này ít thông dụng trong các hệ thống thang máy.

     Một kiểu khác của hộp giảm tốc rất thông dụng hiện nay là hộp giảm tốc gồm bánh răng trục vít. Kiểu hộp giảm tốc này cho ta tỉ số truyền lớn, làm việc êm, có khả năng tự hãm… Do những ưu điểm đó mà hộp giảm tốc bánh răng trục vít được sử dụng rộng rãi.

Hình 7: Bánh răng trục vít đơn.

          Hình 7 mô tả bộ phận của hộp giảm tốc bánh răng trục đơn, ở cuối đầu trục của trục vít có ổ bi đỡ, đầu còn lại được nối với trục của động cơ. Tất cả gồm bánh răng, trục vít, các ổ bi đều được sắp xếp chạy trong d6àu và được bao bọc bằng một hộp kín để bảo vệ an toàn trong khi vận hành cũng như tránh bụi bám làm bào mòn nhanh chóng bánh răng và trục vít. Về cơ bản cơ cấu này được lắp đặt sao cho trục vít ở dưới bánh răng, điều này giúp cho các tiếp điểm ma sát được bôi trơn tốt và dễ dàng.

     Hình thức răng này của trục vít được sử dụng rất phổ biến và đặc biệt thích nghi khi truyền động cho những thang chạy tốc độ thấp hơn nhiều lần so với tốc độ động cơ. Nhưng chỉ sử dụng cho những thang có tải trọng nhẹ.

     Khả năng tự hãm của bánh răng trục vít rất tốt và tích chất này rất thích hợp cho kết cấu vận hành của thang máy khi trục vít không quay cho dù có một moment quay lớn tác động lên trục của bánh răng thì cũng không làm cho trục bánh răng quay được.

     Do cấu tạo của trục vít là dạng ren xoắn nên khi làm việc sự ăn khớp với bánh răng không có va đập cho nên bánh răng trục vít làm việc rất êm. Đối với những thang có tải trọng nặng hay đặc biệt nặng người ta sử dụng cơ cấu đôi hoặc cơ cấu ghép trước sau:

Hình 8: Cơ cấu bánh răng trục vít đôi hay cơ cấu ghép trước sau.

          Hình 8 mô tả cơ cấu bánh răng trục vít đôi hay cơ cấu ghép trước sau. Trên trục vít có hai loại ren: 1 ren trái và 1 ren phải, 2 trục vít phải và trái này truyền động lên 2 bánh răng ăn khớp trong bộ giảm tốc. Sau đó 2 bánh răng này mới dẫn động ra 2 bánh răng truyền lực ăn khớp với nhau ở phía ngoài và tiếp tục chuyển động được đưa đến puly dẫn động. Do kết cấu như vậy nên moment tác động cuối cùng sẽ được phân tán trên 2 cặp bánh răng – trục vít, giúp cho cơ cấu đôi này chịu được những tải trọng nặng.

2.3 Hệ thống puly truyền động và cáp nâng:      

     Phương pháp truyền động nâng cho dây cáp vận chuyển buồng thang được chia làm 2 kiểu tổng quát sau:

• Kiểu tang trống.
• Kiểu puly ma sát.

          Kiểu tang trống là một cơ cấu hình trục như 1 cái trống được gắn liền với trục truyền động, dây cáp có một đầu được gắn chặt cố định trên trống, khi vận hành thì dây cáp sẽ quấn song song trên trống, đầu kia còn lại của dây cáp sẽ được gắn dính vào buồng thang.

Hình 9: Hai kiểu trống và puly ma sát.

     Như vậy, khi buồng  thang ở vị trí thấp nhất thì toàn bộ dây cáp sẽ được thả ra, còn khi buồng thang ở vị trí cao nhất thì hầu như tất cả dây cáp sẽ được quấn trên trống.

Hình 10: Nguyên tắc truyền động dùng tang trống.

          Hình 10 mô tả nguyên tắc truyền động dùng tang trống, tải trọng của buồng thang sẽ được cân bằng bởi một phần của đối trọng, vì vậy giảm được năng lượng dùng để vận chuyển buồng thang. Ngoài các thiết bị chính yếu ra trong hệ thống còn có các puly phụ, các ròng rọc đệm nhằm bảo đảm sự chuyển động của buồng thang.

     Tuy nhiên, phương pháp truyền động dùng tang trống có nhiều nhược điểm, do đó hiện nay nó ít được sử dụng là:

• Tang trống sẽ cồng kềnh khi cáp sử dụng có chiều dài lớn vì khi buồng thang lên cao thì hầu hết cáp được quấn vào trống.
• Tuổi thọ dây cáp sẽ bị giảm do nó luôn luôn uốn theo một chiều nhất định.

     Ở một vài trường hợp ta cũng gặp dạng dẫn động tang trống có điểm cuối của dây cáp đối trọng được gắn dính với trống như hình 11 mô tả. Khi buồng thang đi lên thì toàn bộ mặt trống bị dây cáp buồng chiếm giữ còn dây cáp đối trọng thì được trải ra, khi buồng thang đi xuống thì ngược lại.

Hình11: Hệ thống dẫn động tang trống có điểm cuối của dây cáp đối trọng gắn dính với trống.

     Các hệ thống trên máy thang đặt ở dưới, nhưng hiện nay chỉ thỉnh thoảng gặp trường hợp này. Khoảng 98% thang máy được lắp đặt hiện nay đều dùng máy thang để ở trên đầu trong một phòng kín trên đỉnh của tòa nhà. Máy thang được đặt ở dưới tầng ngầm khi gặp những điều kiện bắt buộc như vận hành cần sự yên tịnh: thường thấy trong các hệ thống thang máy của bệnh viện. Nhưng các lắp đặt ở dưới này gặp nhiều khó khăn nên ít được sử dụng:

• Cần khoảng không gian của đường hầm lớn.
• Các dây cáp truyền sẽ dài hơn.
• Các ròng rọc điện nhiều hơn.

Hình 12: Vị trí của máy thang.

     Kiểu máy thang ở dưới thích hợp cho loại trống quấn kép như hình 11, còn đặt máy thang ở trên thích hợp cho loại trống quấn đơn.

     Ngoài ra, dành cho trường hợp buồng thang rộng và tải trọng lớn, ta có hệ thống dẫn động lớn với hai đối trọng như hình 13. Trong hệ thống một đối trọng được nối tới buồng và một đối trọng được nối tới trống, sự sắp xếp này làm giảm được tải trọng trong buồng thang trên trống.

Hình 13: Hệ thống truyền động tang trống với hai đối trọng.

     Một kiểu khác trong phương pháp truyền động năng cho dây cáp nâng là dùng puly ma sát. Kiểu truyền này rất phổ biến hiện nay và hầu hết các thang máy mới được lắp đặt đều sử dụng kiểu truyền này.

     Nguyên tắc của kiểu truyền này là sử dụng ma sát giữa dây cáp và puly để truyền động năng. Dây cáp nâng là một sợi liền nối từ buồng thang đến tải trọng ngang qua puly ma sát.

Hình 17: Sơ đồ thang với hệ thống ròng rọc treo đối trọng và buồng thang.

1. Puly ma sát   2. Cáp   3. Ròng rọc phụ   4. Cơ cấu treo cáp   5. Buồng thang

6. Đối trọng

     Các hình 14, 15, 16, và 17 mô tả các phương án truyền động cơ bản của kiểu truyền dùng puly ma sát. Hình 14 là sơ đồ truyền động của thang có dẫn động ở trên, hình 15 là sơ đồ thang với dẫn động ở dưới và ròng rọc đỡ buồng thang, hình 16 và 17 là sơ đồ thang với dẫn động ở trên cùng với hệ thống ròng rọc theo buồng thang và đối trọng. Sơ đồ trong hình 17 với hệ thống nhiều ròng rọc phụ chuyên dùng cho các thang có tải trọng nặng.

     Kiểu truyền từ puly ma sát đến buồng thang và đối trọng được chia làm 2 loại: truyền trực tiếp (hình 14), động năng từ puly ma sát được truyền trực tiếp đến buồng thang và đối trọng, còn gọi là kiểu truyền 1:1, được mô tả trong hình 18.

      Truyền gián tiếp (hình 15, 16, và 17), động năng từ puly ma sát được truyền đến buồng thang và đối trọng thông qua các puly nén như mô tả trong hình 19, còn gọi là kiểu truyền 2:1

      Dây cáp được dẫn hướng trên những rãnh của puly ma sát, theo kiểu dây được quấn trên puly mà người ta có thể chia ra làm 2 loại:

• Dây quấn rãnh V (quấn nửa)
• Dây quấn rãnh U (quấn đầy)

      Đối với dây quấn rãnh V, như hình 20 mô tả, cáp chỉ có 2 điểm uốn: Một là khi cáp được dẫn vào trên puly và hai là khi cáp rời puly. Rãnh trên puly ma sát có tiết diện hình V. Dây cáp được dẫn từ buồng thang vắt ngang qua puly ma sát và tới đối trọng, dây cáp chỉ ôm vào một nửa chu vi của puly ma sát. Chính nhờ thiết diện của rãnh dẫn hình chữ V mà nó tạo nên hiện tượng thắt chặt do trọng lượng của buồng thang và tải trọng gây nên, làm tăng độ ma sát giữa dây cáp và puly, nâng cao hiệu suất vận hành của puly ma sát.

      Nhưng cũng chính vì rãnh hình V nên nó sẽ làm mòn nhanh chóng các dây cáp và bản thân rãnh do những điểm tiếp xúc ma sát nhỏ, tuối thọ của dây cáp và puly bị giảm đáng kể.

      Kiểu truyền dây quấn rãnh V này phù hợp với tải cỡ từ 675Kg cho đến 1440Kg với tốc độ nhỏ cỡ 75 đến 150m/ph.

Hình 21: Tiết diện cắt của rãnh trên puly ma sát.

      Các dạng dây quấn rãnh U hay còn gọi là dây quấn đầy được mô tả trong hình 22. Hình 22A và 22B, mô tả hệ thống truyền cáp kiểu quấn đầy với dạng truyền trực tiếp 1:1, hình 22C và 22D là dạng truyền gián tiếp hay dạng nén 2:1. Tiết diện

rãnh dẫn hướng trên puly dạng này có hình U ôm lấy đường kính của cáp nâng. Tiết diện cắt của rãnh được biểu diễn trên hình 23.

      Ở loại này, dây cáp bị uốn ở nhiều điểm rồi sau đó mới truyền tới buồng thang và đối trọng.

Dây cáp từ buồng thang trước khi đến đối trọng nó sẽ được quấn lên trên puly ma sát và puly thứ cấp. Nhờ sự quấn này và do trọng lượng của buồng thang và tải trọng gây ra hiện tượng xiết chặt dây cáp trên hai puly này mà ma sát giữa dây cáp và puly tăng giúp cho hiệu suất đạt được cao.

Hình 23: Tiết diện cắt của một rãnh puly ma sát.

      Rãnh hình U có hiệu suất thấp hơn một chút so với rãnh hình V, nhưng nhờ rãnh tròn trên nên dây cáp và bản thân rãnh ít bị mòn hơn rãnh hình V vì phần tiếp xúc giữa rãnh và dây lớn.

      Cơ cấu truyền động bằng puly ma sát vận hành nhẹ nhàng tuổi thọ dài, rất thích hợp với chế độ làm việc khởi động, dừng và đảo chiều quay liên tục. Có khả năng mở rộng phát triển thành những thang cao hơn hay mạnh hơn: nhanh hơn mà không phải thay đổi thiết bị nhiều. Do những ưu điểm nổi bậc đó mà hầu hết các thang máy hiện nay đều sử dụng cơ cấu truyền động này.

      Hình 24 mô tả một sơ đồ động học tổng quát của một thang máy với động cơ điện phát ra động năng với tốc độ cao được truyền qua hệ thống bánh răng trục vít để giảm tốc. Sau khi giảm tốc, động năng tiếp tục truyền qua puly ma sát được gắn cùng trục với bánh răng của bộ giảm tốc, puly ma sát sẽ dẫn động cho dây cáp bằng kiểu quấn đầy (rãnh U) cuối cùng cáp sẽ vận chuyển buồng thang và đối trọng. Ngoài ra trong sơ đồ trên còn có các cơ cấu an toàn cơ bản như đệm dầu, phanh hãm điện từ.

2.4 Đối trọng:

      Đối trọng là một vật nặng được treo đối diện với buồng thang trên ròng rọc nhằm triệt tiêu bớt một phần moment tạo ra bởi sức nặng của tải và buồng thang, nhờ đó giảm được moment cần thiết của động cơ để làm di chuyển buồng thang. Thông thường khối lượng của đối trọng được tính bằng khối lượng của buồng thang cộng 70% khối lượng tải nặng nhất mà nó tải.

      Hình dạng và kích thước của đối trọng theo tiêu chuẩn của Liên Xô cũ được cho trong hình 25, 25, 27 và bảng I – 3.

          Đối trọng cấu tạo như mô tả trong hình 25, có dạng khung, được treo bằng cách nâng trực tiếp như trong hình 25 hoặc gián tiếp qua các ròng rọc thứ cấp như trong hình 26 và 27. Hai thành hai bên của đối trọng có dạng U để có thể lồng vào đó những khối nặng hình chữ nhật. Tùy theo trọng lượng của đối trọng mà ta chọn hình dáng kết cấu cho phù hợp để đảm bảo độ bền vững và an toàn. Bảng I – 3 cho ta một số kích thước và khối lượng của các đối trọng theo tiêu chuẩn của Liên Xô cũ.

      Các khối nặng cũng có các kích thước tiêu chuẩn và có khối lượng tiêu chuẩn theo vật liệu sản xuất.

KÍCH THƯỚC BUỒNG THANG (HÌNH – 25)			CHIỀU SÂU CHIỀU DÀY CỦA KHỐI NẶNG TRONG KHUNG	TRỌNG LƯỢNG TOÀN BỘ  CỦA ĐỐI TRỌNG (KG)
A (mm)	d (mm)	B (mm)
750	180	2060	1240	1040
		3380	2625	2280
	156			1920
880	156	3090	2300	2040
1242	260	2790	1800	3680
	166	3980	3000	3830
	260		3000	6140
		3665	2800	5680
			2500	5060

Bảng I – 3: Quan hệ kích thước và khối lượng của đối trọng.

KÍCH THƯỚC CỦA KHỐI			VẬT LIỆU	TRỌNG LƯỢNG (KG)
A (mm)	d (mm)	B (mm)
730	160	70	GANG	60
		100	THÉP	30
	140			25
860	140	60	GANG	50
		100	THÉP	28
1215	120	70	GANG	75
	150	120	THÉP	50

Bảng I – 4: Quan hệ kích thước, vật liệu, khối lượng của các khối nặng.

 

LOẠI THANG	TRỌNG LƯỢNG TOÀN BỘ ĐỐI TRỌNG (KG)	GANG	THÉP
Chở khách	320 500	2 12	24 17
Hàng	500	16	12
Chở khách	1000	36	12
	500 500 1000 1000 2000 2000 3200 3200 5000	36 2 8 14 8 11 34 40 72	24 25 24 20 40 38 26 24 24

Bảng I – 5: Quan hệ số lượng khối nặng và trọng lượng của đối trọng.

          Bảng I – 5 là các số liệu tiêu chuẩn về kích thước, vật liệu và trọng lượng của các khối nặng. Như vậy ta muốn có trọng lượng của đối trọng bao nhiêu thì chỉ việc chọn hình dáng khung và sau đó lồng các khối nặng vào khung, tùy theo trọng lượng mà ta có số lượng của các khối nặng tương ứng. Bảng I – 5 cho chúng ta quan hệ về số lượng khối nặng và trọng lượng của đối trọng cho từng loại thang.

      Với các số liệu trên ta có thể chọn được một đối trọng phù hợp cho một hệ thống thang yêu cầu.

2.5 Cơ cấu kẹp ray (tổ đớp)

          Cơ cấ kẹp ray là một thiết bị an toàn được lắp đặt phía dưới buồng thang. Cơ cấu này khi làm việc sẽ kẹp chặt lấy ray dẫn hướng ghìm chặt buồng thang lại. Cơ cấu kẹp sẽ làm việc khi tốc độ buồng thang vượt quá giá trị số cho phép do đứt dây cáp nâng hay vì bất kỳ một lý do nào đó.

      Cơ cấu kẹp ray dẫn hướng được chế tạo theo nhiều kiểu khác nhau như: bánh lệch tâm, móc, trục quay và nêm. Kiểu nêm được chấp nhận và sử dụng hầu hết trong các hệ thống thang hiện nay. Cơ cấu kẹp ray được mô tả trong hình 29 và 30

Hình 29: Cơ cấu kẹp ray của hãng ABSEE (Mỹ).

      Cơ cấu nằm trong một cái khung dưới buồng thang, trống nhỏ (4) được quấn dây cáp (8) liên hệ với bộ khống chế tốc độ. Khi buồng thang chuyển động bình thường (bộ khống chế tốc độ chưa hoàn thành) thì lò xo (5) sẽ kéo mạnh làm mở hai mỏ kìm (2), cơ cấu trượt trên ray dẫn cùng với buồng thang.

      Khi tốc độ buồng thang tăng quá giới hạn cho phép thì bộ khống chế tốc độ sẽ tác động chèn giữa dây chão (8) làm cho trống (4) quay theo sự di chuyển xuống của buồng thang. Nhờ trục vít mà nêm (3) được kéo tỳ vào đuôi của hai mỏ kìm làm cho kìm chặt lấy ray dẫn hướng (1) và làm cho buồng thang dừng lại. Lực cãn của hai mỏ kìm đối với ray dẫn hướng sẽ tăng dần do tác động của nêm (3).

      Bộ khống chế tốc độ thông thường là một bộ điều chỉnh ly tâm có các quả văng để nhận biết sự vượt quá giới hạn của tốc độ buồng thang. Bộ khống chế được bố trí với một cơ cấu kẹp để khi bộ khống chế tác động thì cơ cấu này sẽ kẹp chặt dây cáp (8) liên hệ giữa nó và cơ cấu kẹp ray. Toàn bộ những bộ phận trên được lắp đặt như hình 31.

                                                                 Bộ ly tâm được đặt trên đỉnh và một ròng

                                                      rọc phụ được đặt ở dưới nền tầng hầm. Dây cáp

                                                      được dẫn qua hai puly của bộ ly tâm và của ròng

                                                      rọc phụ, một đầu dây này được nối đến trống (4)

                                                      , còn đầu còn lại được nối dính với buồng thang.

                                                      Khi buồng thang chuyển động thì dây cáp sẽ kéo

                                                      hai ròng rọc quay theo.

 

      Ngoài ra theo quy trình kỹ thuật người ta còn lắp đặt một công tắc điều khiển ở trên bộ khống chế được điều chỉnh như thế nào đó để công tắc này sẽ ngắt nguồn năng lượng cung cấp cho động cơ tại một tốc độ thấp hơn tốc độ mà cơ cấu kẹp ray sẽ làm việc một chút. Công tắc này sẽ ngăn ngừa trường hợp cơ cấu kẹp ray sẽ tác động khi vượt quá tốc độ không đáng kể.

2.6 Công tắc bù cáp

      Công tắc bù cáp được mô tả trong hình 32.

      Ròng rọc có thể nâng lên hạ xuống được theo trục I và công tăc sẽ tác động nếu ròng rọc bị nâng lên hay hạ xuống. Công tắc sẽ ngắt mạch điều khiển và dừng buồng thang lại nếu ròng rọc bị hạ thấp do bởi lực căng dây. Trường hợp buồng thang bắt kịp dây dẫn thì ròng rọc sẽ được nâng lên và điều chỉnh lại công tắc nguồn.

2.7 Đệm dầu

      Đệm dầu (hay có thể dùng là xo) có tác động làm cho buồng thang và đối trọng rơi xuống sàn hầm được êm, không bị chấn động mạnh.

      Đệm dầu làm việc theo nguyên tắc thuỷ lực, bộ phận chính là một xilanh đựng dầu. Trên pít tông có khoan nhiều lỗ nhỏ, khi buồng thang rơi mạnh đè lên pít tông thì dầu sẽ chuyển động qua các lỗ nhỏ lên trên làm sự va chạm được êm hơn.

2.8 Phanh hãm điện từ

      Ở trạng thái bình thường (không có điện vào cuộn dây) lò xo (2) sẽ kéo hai má thắng lại và ôm sát vào trống ma sát gắn liền với trục động cơ và hãm không cho trục quay. Khi cuộn dây có điện, lực hút sinh ra sẽ hút càng (1) làm cho đòn (3) bị đẩy ra và đẩy hai má thắng ra khỏi trống ma sát, trục động cơ sẽ quay tự do.

3. TRANG BỊ ĐIỆN VÀ CÁC YÊU CẦU VỀ TRANG BỊ ĐIỆN THANG MÁY:

3.1 Phạm vi sử dụng

      Ngày nay trong mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân vai trò dùng điện năng trong công nghiệp ngày càng chiếm một vị trí quan trọng. Nó là cơ sở cho việc cơ khí hóa và tự động hóa máy móc trong các ngành kinh tế. Ứng dụng truyền động điện có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình công nghệ ngày càng chính xác và phức tạp, đến năng suất sử dụng của máy đến việc giải phóng sức người.

      Thang máy được sử dụng trong các ngành sản xuất để giải quyết các công việc vận chuyển hàng hóa và khách hàng. Chúng có thể là thiết bị động lực chủ yếu của xí nghiệp như máy nâng trong hầm mỏ hoặc chỉ để chở người trong các nhà cao tầng.

3.2 Các chuyển động trên máy

       Ta có thể khái quát hóa các chuyển động trên máy thành hai loại: Chuyển động cơ bản và chuyển động phụ.

• Chuyển động cơ bản là chuyển động có liên quan đến việc chuyển dời tải trọng. Nó có thể là chuyển động tính tiến theo phương thẳng đứng (như buồng thang máy), theo phương nằm nghiêng (như thang nghiêng ở đường hầm).
• Các chuyển động phụ không liên quan trực tiếp đến tải trọng, ví dụ như chuyển động đóng mở buồng thang ở thang máy. Chúng quyết định các thời gian phụ trong quá trình làm việc nghĩa là có ảnh hưởng đến năng suất của máy.

3.3 Tải trọng và gia tốc

       Phụ tải của cơ cấu chuyển động cơ bản gồm hai thành phần chính: Tải trọng và trọng lượng của bản thân của bộ phận chuyển động. Trong nhiều trường hợp, thành phần thứ hai khá lớn. Ở các máy nâng, để giảm ảnh hưởng của trọng lượng bản thân của buồng máy thường người ta dùng đối trọng. Trọng lượng đối trọng được chọn:

G_đt  = G₀ + G_đm.a

                                                       a » 0.4 ¸ 0.6

Trong đó:

       G₀, G_đm: Trọng lượng buồng máy và trọng tải định mức.

       Gia tốc của thang máy là một thông số quan trọng. Hầu hết thang máy có yêu cầu hạn chế gia tốc, tuy với những nguyên nhân khác nhau ở các máy chở người, gia tốc cho phép được quy định theo cảm giác của hành khách. Đối với thang máy trị số đó khoảng dưới 3m/s², đối với máy nâng thẳng đứng trong hầm m3 0.75m/s².

3.4 Thời gian làm việc

       Thời gian làm việc được xác định từ khoảng đường di chuyển và đồ thị tốc độ (tốc độ ổn định và gia tốc).

3.5 Hướng phát triển của việc trang bị điện

      Yêu cầu về điện khí hoá và tự động hoá ngày càng cao thì việc trang bị điện cho thang máy càng phức tạp. Những phương pháp mà ta thường thấy là các hệ thống tiếp điểm. Ngày nay do quy mô sản xuất, yêu cầu về công nghệ c4ng càng thêm phức tạp, bên cạnh các hệ thống điều khiển thường dùng nó, người ta còn dùng các loại điều khiển khác như: Hệ thống không tiếp điểm ứng dụng các phần tử logic, các thiết bị điện tử bán dẫn trong hệ thống điều khiển, dùng máy tính nôi với các thiết bị ngoại vi để điều khiển.

3.6 Đặc điểm trang bị điện thang máy

3.6.1 Điện áp

       Động cơ phải có điện áp phù hợp với điện áp lưới. Các cấp  điện áp của động cơ xoay chiều là định mức 127/220V, 220/380V, 380V, 500V, 3000V…và của động cơ điện một chiều là 220V, 440V. Khi chọn các động cơ xoay chiều không đồng bộ và đồng bộ, cần chú ý đến khả năng sụt áp của lưới.

3.6.2 Động cơ điện

       Động cơ điện là một phần tử quan trọng của máy thang, nó cung cấp cơ năng cho việc di chuyển buồng thang. Động cơ được nối với puly ma sát có thể có hộp giảm tốc hay là không có hộp giảm tốc. Đối với thang máy chở khách thì hầu hết là có hộp giảm tốc. Động cơ được sử dụng có tốc độ định mức khoảng 600 ¸ 1200 vòng/phút.

       Người ta có thể dùng động cơ DC hoặc động cơ AC để truyền động.

3.6.3 Chế độ làm việc

       Động cơ truyền động cơ cấu thang máy làm việc với phụ tải ngắn hạn lập lại, mở máy và hãm máy nhiều. Các động cơ ngắn hạn lập lại được sản xuất chủ yếu với trị số định mức ĐM% = 15%, 25%, 30%…(theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ). Ngoài ra người ta còn chế tạo các động cơ có số định mức ĐM% = 40% để dùng cho các thiết bị làm việc nặng nề.

3.6.4 Môi trường làm việc

       Để đáp ứng được điều kiện môi trường làm việc, người ta chế tạo đông cơ theo 4 kiểu: hở, bảo vệ, kín, chịu nổ. Việc sử dụng động cơ cho từng môi trường được lập bảng sau:

Môi trường	Kiểu động cơ
Khô ráo, không bụi, bẩn, hơi cháy. Khô ráo, không bụi, có vật rắn rơi. Có bụi ẩm. Ngoài trời. Nóng và ẩm. Rất ẩm và hơi ăn mòn.   Có hỗn hợp khí nổ.	Hở. Bảo vệ, hở, có lưới phụ che. Kín. Kín bảo vệ chống mưa. Kín. Kín có quạt sạch hoặc có cách điện chống ăn mòn. Chịu nổ.

3.6.5 Hình thức lắp ghép

       Để thuận tiện lắp ghép và để đặt động cơ gần bộ phận chấp hành, người ta chế tạo ra các loại động cơ có bệ. Động cơ có bệ được đặt theo phương ngang và là loại thông dụng.

3.7 Yêu cầu trang bị điện về thang máy

       Thiết bị thang máy là thiết bị treo cho nên một số yêu cầu là an toàn phải được tuân thủ một cách tuyệt đối.

3.7.1 Yêu cầu về vấn đề an toàn

       Chọn thang máy phải bào đảm chúng làm việc an toàn ở chế độ nặng nề nhất. Phải tuân thủ các quy chế về dùng thiết bị điện như điện áp xoay chiều không vượt quá 500V và một chiều không quá 440V. Điện áp chiếu sáng khi sửa chữa không quá 36V. Ở những nơi có thể gây nổ, trên đường dây cung cấp điện phải tránh việc tiếp xúc với phần dây trần và phải dùng dây cáp mềm để dẫn điện. Các thiết bị thang máy phải đảm bảo làm việc an toàn ở điện áp 85% định mức. Các thiết bị bảo vệ về điện và cơ phải làm việc rõ ràng, dứt khoát. Phải dùng áp tô mát, role dòng điện, phanh hãm điện từ và các công tắc cực hạn. Khi mất điện phanh hãm phải dừng truyền động ở hiện trạng.

       Phải bảo đảm an toàn cho người như cần có các đèn tín hiệu, chuông báo về trạng thái vận hành của thang, sàng phải lót đệm cao su…

Chú ý đến bộ phận giảm chấn và đệm dầu để xử lý tình huống sớm nhấ khi thang rơi tự do. Hệ thống điều khiển phải dừng thang lập tức khi cửa buồng thang hoặc cửa khoang hầm mở.

3.7.2 Yêu cầu đối với việc vận hành và thiết kế

       Gia tốc và thời  gian khởi động không vượt quá trị số cho phép.

       Khi nâng tải phải chú ý đến khử độ võng của dây cáp để tránh xung lực gây hư hỏng như đứt dây…tạo sự thoải mái cho hành khách.

       Nắm yêu cầu riêng của từng loại thang máy.

3.7.3 Yêu cầu độ tin cậy và đơn giản

       Số lượng bé nhất các máy điện, thiết bị, khí cụ, cũng như số lượng bé nhất các phần tử hợp thành chúng.

       Ứng dụng các thiết bị khí cụ đơn giản nhất, ít kiểu loại.

       Số lượng và chiều dài dây nối bé nhất.

       Sử dụng các khí cụ ít hỏng hóc nhất, độ bền, số lần đóng mở cao.

       Đặc tính và thông số của khí cụ, thiết bị ít thay đổi theo thời gian và môi trường.

       Nguyên lý tác động của sơ đồ là đúng đắn, sơ đồ đơn giản, sử dụng hợp lý và ít nhất các liên động về điện và cơ, việc lắp ráp được hoàn hảo.

       Tính chất minh bạch, hiện đại của các thiết bị bảo vệ tránh các chế độ làm việc xấu hoặc ngăn ngừa chúng có thể xãy ra.

Hệ thống điện tin cậy không tạo ra sự cố ngay cả khi trường hợp người điều khiển sai quy tắc hoặc khi hư hỏng một khâu, hay một thiết bị nào đó của sơ đồ. Hiện nay, người ta có khuynh hướng chế tạo các sơ đồ khối đơn giản rất nhiều trong lắp ráp và sửa chữa.

3.7.4 Yêu cầu về kinh tế

       Vốn đầu tư, chi phí vận hành, sửa chữa ít. Sử dụng các thiết bị điện hợp lý. Máy làm việc có năng suất cao chọn được các hệ thống truyền động thích hợp.

........................................................................

Chương III:

GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200

1.  Thiết bị điều khiển logic khả trình S7-200

 

1.1 Cấu hình cứng:

      PLC, viết tắc của Programmable  Logic  Control, là thiết bị điều khiển logic lập trình được, hay khả trình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình.

      S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trìng loại nhỏ của hãng Siemens (CHLB Đức), có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Các modul này được sử dụng cho nhiều những ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU 212 hoặc CPU 214. Về hình thức bên ngoài, sự khác nhau của hai loại CPU này nhận biết được nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp.

• CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng 2 modul mở rộng.
• CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng.

    S7-200 có nhiều loại modul mở rộng khác nhau.

CPU 212 bao gồm:

• 512 từ đơn (word), tức là 1K byte, để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ đọc/ghi được và không bị mất dữ liệu nhờ có giao diện với EEPROM. Vùng nhớ với tính chất như vậy được gọi là vùng nhớ non-volatile.
• 512 từ dơn để lưu dữ liệu, trong đó có 100 từ nhớ đọc/ghi thuộc miền non-volatile.
• 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic.
• Có thể ghép nối thêm 2 modul để mở rộng số cổng vào/ra, bao gồm cả modul tương tự(analog).
• Tổng số cổng vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.
• 64 bộ tạo thời gian trễ(Timer), trong đó 2 Timer có độ phân giải 1ms, 8 Timer có độ phân giải 10ms và 54 Timer có độ phân giải 100ms.
• 64 bộ đếm(Counter), chia làm hai loại: loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại vừa đếm tiến vừa đếm lùi.
• 368 bit nhớ đặc biệt, sử dụng làm các bit trạng thái hoặc các bit đặt chế độ làm việc.
• Có các chế độ ngắt và xử lý ngắt khác nhau bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và ngắt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao(2KHz).
• Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ từ khi PLC bị mất nguồn nuôi. 

CPU 214 bao gồm:

• 2048 từ đơn(4K byte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile để lưu chương trình(vùng nhớ có giao diện với EEPROM).
• 2048 từ đơn(4K byte) kiểu đọc/ghi để lưu dữ liệu, trong đó 512 từ đầu thuộc miền non-volatile.
• 14 cổng vào và 10 cổng ra logic.
• Có 7 modul để mở rộng thêm cổng vào/ra bao gồm cả modul analog.
• Tổng số cổng vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.
• 128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms, 16 Timer 10ms, 108 Timer 100ms.
• 128 bộ đếm chia làm hai loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.
• 688 bit nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.
• Các chế độ ngắt và xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.
• 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2 KHz và 7 KHz.
• 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.
• 2 bộ điều chỉnh tương tự.
• Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi.

Mô tả các đèn báo trên S7-200, CPU 214:

        SF         Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng. Đèn SF sáng lên khi                

   (đèn đỏ)      có hỏng hóc.

 

       RUN       Đèn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và   

  (đèn xanh)   thực hiện chương trình được nạp vào trong máy.

 

      STOP      Đèn vàng STOP chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng.

  (đèn vàng)   Dừng chương trình đang thực hiện lại.

 

       Ix.x        Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng

  (đèn xanh)   Ix.x(x.x=0.0¸1.5). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu       

                     theo giá trị logic của cổng.

Cổng truyền thông:

      S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là 300 đến 38.400.

      Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG702 hoặc với các loại máy lập trình thuộc họ PG7xx có thể sử dụng một cáp nối thẳng qua MPI. Cáp đó đi kèm theo máy lập trình.

      Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485.

Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC:

      Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S7-200 có 3 vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC.

• RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC S7-200 sẽ rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN. Nên quan sát theo trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo.
• STOP cưỡng bức PLC dừng công việc thực hiện chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ STOP. Ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp một chương trình mới.
• TERM cho phép máy lập trình tự quyết định một trong chế độ làm việc cho PLC hoặc ở RUN hoặc ở STOP.

Chỉnh đỉnh tương tự:

      Điều chỉnh tương tự(1 bộ trong CPU 212 và 2 bộ trong CPU 214) cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chương trình. Núm chỉnh analog được lắp đặt dưới nắp đậy bên cạnh các cổng ra. Thiết bị chỉnh định có thể quay 270 độ.

Pin và nguồn nuôi bộ nhớ:

      Nguồn nuôi dùng để ghi chương trình hoặc nạp một chương trình mới.

      Nguồn pin có thể được sử dụng để mở rộng thời gian lưu trữ cho các dữ liệu có trong bộ nhớ. Nguồn pin tự động được chuyển sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng tự nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất đi.

1.2   Cấu trúc bộ nhớ:

1.2.1  Phân chia bộ nhớ:

      Bộ nhơ của S7-200 được chia thàng 4 vùng với một tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ của S7-200 có tính năng động cao, đọc và ghi được trong toàn vùng, loại trừ phần các bit nhớ đặc biệt được ký hiệu bởi SM(Special Memory) chỉ có thể truy nhập để đọc.

      Vùng chương trình: là miền bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.

      Vùng tham số: là vùng lưu giữ các tham số như: từ khoá, địa chỉ trạm…Cũng giống như vùng chương trình, vùng tham số thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.

      Vùng dữ liệu: được sử dụng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền thông…Một phần của vùng nhớ này(200 byte đầu tiên đối với CPU 212, 1Kbyte đầu tiên đối với CPU 214) thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.

      Vùng đối tượng: Timer, bộ đệm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào ra tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không thuộc kiểu non-volatile nhưng đọc/ghi được.

      Hai vùng nhớ cuối có ý nghĩa quan trọng trong việc thực hiện một chương trình

1.2.2  Vùng dữ liệu:

      Vùng dữ liệu là một miền nhớ động. Nó có thể được truy nhập theo từng bit, từng byte, từng từ đơn(word) hoặc theo từng từ kép và được sử dụng làm miền lưu trữ dữ liệu cho các thuật toán, các hàm truyền thông, lập bảng, các hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ…

      Ghi các dữ liệu kiệu bảng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu bảng thường chỉ được sử dụng theo nhửng mục đích nhất định.

      Vùng dữ liệu lại được chia ra thành những miền nhớ nhỏ với các công dụng khác nhau. Chúng được ký hiệu bằng các chữ cái đầu của tên tiếng Anh đặc trưng cho công dụng riêng của chúng như sau:

                           V         - Variable memory.

                            I          - Input image register.

                            O         - Output image registr.

                            M        - Internal memory bits.

                           SM       - Special memory bits.

      Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte, từng từ đơn(word-2byte) hoặc từ kép(2word).

Hình sau mô tả vùng dữ liệu của CPU 212 và CPU 214:

Địa chỉ truy nhập được quy ước với công thức:

• Truy nhập theo bit: Tên miền(+) địa chỉ byte(+)·(+) chỉ số bit. Ví dụ V150.4 chỉ bit 4 của byte 150 thuộc miền V.
• Truy nhập theo byte: Tên miền(+) B (+) địa chỉ của byte trong miền. Ví dụ VB150 chỉ byte 150 thuộc miền V.
• Truy nhập theo từ: Tên miền(+) W (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền. Ví dụ VW150 chỉ từ đơn gồm 2 byte 150 và 151 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vai trò là byte cao trong từ.

                  

VB150 (byte cao)

VB151 (byte thấp)

                                     15  14  13  12  11  10   9   8     7    6   5   4   3   2   1   0    

          VW150

 

• Truy nhập theo từ kép: Tên miền(+) D (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền. Ví dụ VD150 chỉ từ kép gồm 4 byte 150, 151, 152 và 153 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vai trò là byte cao và byte 153 là byte thấp trong từ kép.

 

 bit:           63                     32    31         16     15       8      7                     0                 

VB150(byte cao)

VB151

VB152

VB153(byte thấp)

VD150

 

      Tất cả các byte thuộc vùng dữ liệu đều có thể truy nhập được bằng con trỏ. Con trỏ được định nghĩa trong miền V hoặc các thanh ghi AC1, AC2 và AC3. Mỗi con trỏ địa chỉ gồm 4 byte(từ kép). Quy ước sử dụng con trỏ để truy nhập như sau:

&địa chỉ byte(cao)là toán hạng lấy địa chỉ của byte, từ hoặc từ kép. Ví dụ:              

       °  AC1 = &VB150, thanh ghi AC1 chứa địa chỉ byte 150 thuộc miền V.

• VD100 = &VW150, từ kép VD100 chứa địa chỉ byte cao(VB150) của từ đơn VW150.
• AC2 = &VD150, thanh ghi AC2 chứa địa chỉ byte cao(VB150) của từ kép VD150.

*con trỏ là toán hạng lấy nội dung của byte, từ hoặc từ kép mà con trỏ đang chỉ vào. Ví dụ như phép gán địa chỉ trên thì.

• *AC1, lấy nội dung của byte VB150.
• *VD100, lấy nội dung của từ đơn VW150.
• *AC2, lấy nội dung của từ kép VD150.

      Phép gán địa chỉ và sử dụng con trỏ như trên cũng có tác dụng với những thanh ghi 16 bit của Timer, bộ đếm thuộc vùng đối tượng sẽ được trình bày sau đây.   

1.3   Vùng đối tượng:                                                                                                                                                                                                                                                        

      Vùng đối tượng được sử dụng để lưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập trình như các giá trị tức thời, giá trị đặt trước của bộ đếm, hay Timer. Dữ liệu kiểu đối tượng bao gồm các thanh ghi của Timer, bộ đếm, các bộ đếm tốc độ cao, bộ đếm vào/ra tương tự và các thanh ghi Accumulator(AC).

      Kiểu dữ liệu đối tượng bị hạn chế vì các dữ liệu kiểu đối tượng chỉ được ghi theo mục đích cần sử dụng đối tượng đó.

      Vùng nhớ đối tượng được phân chia như sau:                                                                                                                 

1.4  Mở rộng cổng vào/ra:

      CPU212 cho phép mở rộng nhiều nhất 2 modul và CPU214 nhiều nhất 7 modul. Các modul mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200.

      Có thể mở rộng cổng vào/ra của PLC bằng cách ghép nối vào nó các modul mở rộng về phía bên phải của CPU, làm thành một móc xích. Địa chỉ của các vị trí của modul được xác định bằng kiểu vào/ra và vị trí của modul trong móc xích, bao gồm các modul có cùng kiểu. Ví dụ như một modul cổng ra không thể gán địa chỉ của một modul cổng vào, cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một modul số và ngược lại.

      Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chỗ trong bộ đệm, tương ứng với số đầu vào/ra của modul.

      Sau đây là một ví dụ về cách đặt địa chỉ cho các modul mở rộng trên CPU214:

         CPU214        Modul 0         Modul 1       Modul  2         Modul  3        Modul  4

                            (4 vào/4 ra)     ( 8 vào )     (3 vào analog      ( 8 ra)       (3 vào analog  

                                                                         /1 ra analog )                       /1 ra analog)

I0.0   Q0.0 I0.1   Q0.1 I0.2   Q0.2 I0.3   Q0.3 I0.4   Q0.4 I0.5   Q0.5     I0.6   Q0.6    I0.7   Q0.7      I1.0   Q1.0   I1.1   Q1.1  I1.2 I1.3 I1.4 I1.5

I2.0 I2.1 I2.2 I2.3   Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3

I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7

AIW0 AIW2 AIW4   AQW0

Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7

AIW8 AIW10 AIW12   AQW4

                                                                                                                                                                                                                                                     

1.5  Thực hiện chương trình:

 

      PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét(scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc(MEND). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra.

.....................................                                                              Chương trình.

 

      Như vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý. Khi gặp lệnh vào ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra.

      Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xãy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét.

 

2.   Cấu trúc chương trình của S7-200:

 

      Có thể lập trình cho S7-200 bằng cách sử dụng một trong những phần mềm sau đây:

• STEP 7 – Micro/DOS
• STEP 7 – Micro/WIN

      Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên các máy lập trình họ PG7xx và các máy tính cá nhân(PC).

      Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính(main program) và sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt được chỉ ra sau đây:

• Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình(MEND).
• Chương trình con là một bộ phận của chương trình. Các chương trình con phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính, đó là lệnh MEND.
• Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình chính. Nếu cần sử dụng chương trình xử lý ngắt phải phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính MEND.

      Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính. Sau đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt. Bằng cách viết như vậy, cấu trúc chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình sau này. Có thể tự do trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính.

                                                                                                                               

Main Program ¼ MEND

                                                                       Thực hiện trong một vòng quét.                                              

SBR 0                   Chương trình con thứ nhất ¼ RET

 ¼                                               Thực hiện khi được chương trình chính gọi.                                               

SBR n                    Chương trình con thứ n+1 ¼ RET

 ¼                                                                                                                                       

INT 0         Chương trình xử lý ngắt thứ nhất ¼ RETI

 ¼                                                     Thực hiện khi có tín hiệu báo ngắt.                                                                                                                                                               

INT n    Chương trình xử lý ngắt thứ n+1 ¼ RETI

2.1   Ngôn ngữ lập trình của S7-200:

2.1.1   Phương pháp lập trình:

      S7-200 biễu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh chương trình. Chương trình bao gồm một tập dãy các lệnh. S7-200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lệnh lập trình cuối trong một vòng. Một vòng như vậy dược gọi là vòng quét(scan).

      Một vòng quét(scan cycle) được bắt đầu bằng việc đọc trạng thái của đầu vào, và sau đó thực hiện chương trình. Scan cycle kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái đầu ra. Trước khi bắt đầu một vòng quét tiếp theo S7-200 thực thi các nhiệm vụ bên trong và nhiệm vụ truyền thông. Chu trình thực hiện chương trình là chu trình lặp.

Giai đoạn truyền                                                              Giai đoạn thực hiện

 thông nội bộ                                                                        chương trình.    

và tự kiểm tra lỗi.                                 

                                                                                              

 

Thực hiện chương trình theo vòng quét trong S7-200

      Cách lập trình cho S7-200 nói riêng và cho các PLC của Siemens nói chung dựa trên hai phương pháp cơ bản: Phương pháp hình thang(Ladder Logic viết tắc thành LAD) và Phương pháp liệt kê lệnh(Statement List viết tắt thành STL).

     Nếu chương trình được viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình sẽ tự tạo ra một chương trình theo kiểu STL tương ứng. Ngược lại không phải mọi chương trình được viết theo kiểu STL cũng có thể chuyển sang được dạng LAD. Bộ lệnh của phương pháp STL đều có một chức năng tương ứng như các tiếp điểm, các cuộn dây và các hộp dùng trong LAD. Những lệnh này phải đọc và phối hợp được trạng thái của các tiếp điểm để dưa ra được một quyết định về giá trị trạng thái đầu ra hoặc một giá trị logic cho phép, hoặc không cho phép thực hiện chức năng của một(hay nhiều) hộp. Để dễ dàng làm quen với các thành phần cơ bản của LAD và của STL cần phải nắm được các định nghĩa cơ bản sau đây:

Định nghĩa về LAD: LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa. Những        thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơle. Trong chương trình LAD các phần tử cơ bản dùng để biễu diễn lệnh logic như sau:

• Tiếp điểm: là biểu tượng(symbol) mô tả các tiếp điểm của rơle. Các tiếp điểm đó có thể là thường mở -½½-hoặc thường đóng -½ ½-

• Cuộn dây(coil): là biểu tượng ¾(  )¾ mô tả rơle được mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơle.
• Hộp(box): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau nó làm việc khi có dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biễu diễn bằng hộp là các bộ thời gian(Timer), bộ đếm(Counter) và các hàm toán học. Cuộn dây và các hộp phải mắc đúng theo chiều dòng điện.
• Mạng LAD: là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn bên trái là dây nóng, đường nguồn bên phải là dây trung hòa(neutral) hay là đường trở về nguồn cung cấp. (Đường nguồn bên phải thường không được thể hiện khi dùng chương trình tiện dụng STEP7-Micro/DOS hặoc STEP7-Micro/WIN). Dòng điện chạy từ trái qua các tiếp điểm đóng đến các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn.

Định nghĩa về STL: Phương pháp liệt kê lệnh(STL) là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình kể cả những lệnh hình thức biễu diễn một chức năng của PLC.

                                                                          

 Định nghĩa về ngăn xếp logic( logic stack):

 

S0

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

 

Stack 0 - bit đầu tiên hay bit trên cùng của ngăn xếp

Stack1 - bit thứ hai của ngăn xếp                                                                                                                                                                                                                             Stack 2 - bit thứ ba của ngăn xếp                                                                                                                                                                                                                                                                               Stack 3 - bit thứ tư của ngăn xếp

Stack 4 - bit thứ năm của ngăn xếp

Stack 5 - bit thứ sáu của ngăn xếp                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       Stack 6 - bit thứ bảy của ngăn xếp                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Stack 7 - bit thứ tám của ngăn xếp                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Stack 8 - bit thứ chín của ngăn xếp

 

      Để tạo ra một chương trình dạng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng 9 bit ngăn xếp của S7-200. Ngăn xếp logic là một khối gồm 9 bit chồng lên nhau. Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều chỉ làm việc với bit đầu tiên hoặc với bit đầu và bit thứ hai của ngăn xếp. Giá trị logic mới đều có thể được gửi(hoặc được nối thêm) vào ngăn xếp. Khi phối hợp hai bit đầu tiên của ngăn xếp, thì ngăn xếp sẽ được kéo lên một bit. Ngăn xếp và tên của từng bit trong ngăn xếp được biễu diễn trong hình sau:

Ví dụ về ladder logic và statement list:

      Hình sau mô tả việc thực hiện lệnh LD( viết tắt của từ tiếng Anh: Load) đưa giá trị logic của tiếp điểm I0.0 vào trong ngăn xếp theo cách biễu diễn của LAD và STL.

 

LAD	STL
I0.0            Q1.0 ½¾¾¾¾| |¾¾¾¾(   )	LD         I0.0  =           Q1.0

 

2.1.2   Bảng lệnh của S7-200:

 

      Hệ lệnh của S7-200 được chia làm ba nhóm được chỉ ra ở bảng sau. Bảng 2.1,2.2 và 2.3 chia theo các lệnh và sắp xếp chúng theo thứ tự Alphabet.

• Các lệnh mà khi thực hiện thì làm việc độc lập không phụ thuộc vào giá trị logic của ngăn xếp.
• Các lệnh chỉ thực hiện được khi bit đầu tiên của ngăn xếp có giá trị logic bằng 1.
• Các nhãn lệnh đánh dấu vị trí trong tập lệnh.

      Cả ba bảng này cũng mô tả sự thay đổi tương ứng của nội dung ngăn xếp khi lệnh được thực hiện.

      Cả hai phương pháp LAD và STL sử dụng sử dụng ký hiệu I để chỉ định việc thực hiện tức thời(immediately), tức là giá trị được chỉ định trong lệnh vừa được chuyển vào thanh ghi ảo đồng thời được chuyển tới tiếp điểm được chỉ dẫn trong lệnh ngay khi lệnh được thực hiện chứ không phải chờ tới giai đoạn trao đổi với ngoại vi của vòng quét. Điều đó khác với lệnh không tức thời là giá trị được chỉ định trong lệnh chỉ được chuyển vào thanh ghi ảo khi thực hiện lệnh.

 

Bảng 2.1: Các lệnh của S7-200 được thực hiện vô điều kiện.

Tên lệnh	Mô tả
=     n	Giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp được sao chép sang điểm n được chỉ dẫn trong lệnh.
= 1     n	Giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp được sao chép trực tiếp sang điểm n được chỉ dẫn ngay khi lệnh được thực hiện.
A       n	Giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp được thực hiện bằng phép tính AND với điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên của ngăn xếp.
AB £ n1,n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu giá trị byte n1 không lớn hơn giá trị của byte n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AB = n1,n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu giá trị của hai byte n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AB ³ n1.n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu giá trị của hai byte n1 và n2 thỏa mãn n1 ³ n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AD = n1,n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu giá trị của hai từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AD ³ n1,n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu giá trị của hai từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1 ³ n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AD £ n1.n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu giá trị của hai từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1 £ n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AR = n1,n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu nội dung hai số thực n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AR ³ n1,n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu nội dung hai số thực n1 và n2 thỏa mãn n1 ³ n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AR £ n1,n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu nội dung hai số thực n1 và n2 thỏa mãn n1 £ n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AI     n	Lệnh AND được thực hiện tức thời giữa giá trị của bit đầu tiên của ngăn xếp với điểm n được chỉ dẫn. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
ALD	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên và bit thứ hai trong ngăn xếp, sau đó ghi lại kết quả vào bit đầu tiên. Các giá trị còn lại trong ngăn xếp được kéo lên một bit.
AN     n	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị nghịch đảo của điểm n trong chỉ dẫn. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
ANI    n	Thực hiện tức thời lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị nghịch đảo của điểm n trong chỉ dẫn. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AW = n1,n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu nội dung hai từ n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AW ³ n1,n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu nội dung hai từ n1 và n2 thỏa mãn n1 ³ n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
AW £ n1,n2	Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu nội dung hai từ n1 và n2 thỏa mãn n1 £ n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu của ngăn xếp.
CTU  Cxx.PV	Khởi động bộ đếm tiến theo sườn lên tín hiệu đầu vào. Bộ đếm được đặt lại trạng thái ban đầu(reset) nếu đầu vào R của bộ đếm được kích.
CTUD Cxx.PV	Khởi động bộ đếm tiến theo sườn lên tín hiệu đầu vào thứ nhất và đếm lùi theo sườn lên tín hiệu đầu vào thứ hai. Bộ đếm được reset lai nếu đầu vào R được kích.
ED	Đặt giá trị logic 1 vào bit đầu của ngăn xếp khi xuất hiện sườn xuống của tín hiệu.
EU	Đặt giá trị logic 1 vào bit đầu của ngăn xếp khi xuất hiện sườn lên của tín hiệu.
LD     n	Nạp giá trị logic của điểm n chỉ dẫn trong lệnh vào bit đầu tiên của ngăn xếp.
LDB = n1,n2	Bit đầu tiên của ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung  hai byte n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2.
LDB ³ n1,n2	Bit đầu tiên của ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung  hai byte n1 và n2 thỏa mãn n1 ³ n2.
LDB £ n1,n2	Bit đầu tiên của ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung  hai byte n1 và n2 thỏa mãn n1 £ n2.
LDD = n1,n2	Bit đầu tiên của ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung  hai từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2.
LDD ³ n1,n2	Bit đầu tiên của ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung hai từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1³ n2.
LDI       n	Lệnh nạp tức thời giá trị logic của tiếp điểm n chỉ dẫn trong lệnh vào bit đầu tiên trong ngăn xếp.
LDN     n	Lệnh nạp giá trị logic nghịch đảo của tiếp điểm n chỉ dẫn trong lệnh vào bit đầu tiên trong ngăn xếp.
LDNI    n	Lệnh nạp tức thời giá trị logic nghịch đảo của tiếp điểm n chỉ dẫn trong lệnh vào bit đầu tiên trong ngăn xếp.
LDR =n1,n2(5)	Bit đầu tiên trong ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung hai số thực n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2.
LDR ³ n1,n2(5)	Bit đầu tiên trong ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung hai số thực n1 và n2 thỏa mãn n1 ³ n2.
LDR £ n1,n2(5)	Bit đầu tiên trong ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung hai số thực n1 và n2 thỏa mãn n1 £ n2.
LDW = n1,n2	Bit đầu tiên trong ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung từ n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2.
LDW ³ n1,n2	Bit đầu tiên trong ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung từ n1 và n2 thỏa mãn n1 ³ n2.
LDW £ n1,n2	Bit đầu tiên trong ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung từ n1 và n2 thỏa mãn n1 £ n2.
LPP	Kéo nội dung của ngăn xếp lên một bit. Giá trị mới của bit trên là giá trị cũ của bit dưới, độ sâu của ngăn xếp giảm đi một bit.
LPS	Sao chép giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp vào bit thứ hai. Nội dung còn lại của ngăn xếp bị đẩy xuống một bit.
LRD	Sao chép giá trị của bit thứ hai vào bit đầu tiên trong ngăn xếp. Các giá trị còn lại của ngăn xếp giữ nguyên vị trí.
MEND   (1)(2)	Kết thúc phần chương trình chính trong một vòng quét.
NOT	Đảo giá trị logic của bit đầu tiên trong ngăn xếp.
O         n	Thực hiện toán tử OR giữa bit đầu tiên của ngăn xếp với điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp.
OB = n1,n2	Thực hiện toán tử OR giữa bit đầu tiên của ngăn xếp với giá trị logic 1 nếu nội dung hai byte n1 và n2 thỏa mãn n1= n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp.
OB ³ n1,n2	Thực hiện toán tử OR giữa bit đầu tiên của ngăn xếp với giá trị logic 1 nếu nội dung hai byte n1 và n2 thỏa mãn n1³ n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp.
OB £ n1,n2	Thực hiện toán tử OR giữa bit đầu tiên của ngăn xếp với giá trị logic 1 nếu nội dung hai byte n1 và n2 thỏa mãn n1£ n2.  Kết quả được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp.
OD = n1,n2	Thực hiện toán tử OR giữa bit đầu tiên của ngăn xếp với giá trị logic 1 nếu nội dung hai từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1= n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp.
OD ³ n1,n2	Thực hiện toán tử OR giữa bit đầu tiên của ngăn xếp với giá trị logic 1 nếu nội dung hai từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1³ n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp.
OD £ n1,n2	Thực hiện toán tử OR giữa bit đầu tiên của ngăn xếp với giá trị logic 1 nếu nội dung hai từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1£ n2. Kết quả được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp.
OI     n	Thực hiện tức thời toán tử OR giữa bit đầu tiên của ngăn xếp với điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp.
OLD	Thực hiện toán tử OR giữa bit đầu và bit thứ hai trong ngăn xếp. Kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên. Các giá trị còn lại của ngăn xếp được chuyển lên một bit.
ON    n	Thực hiện toán tử OR giữa giá trị logic của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị logic nghịch đảo điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp.
ONI   n	Thực hiện tức thời toán tử OR giữa giá trị logic của bit đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị logic nghịch đảo điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp.

...................................................

1.  Nguyên lý hoạt động:

 

I0.0 : Nút nhấn khởi động.

I0.1 : Nút nhấn dừng.

NC, NO, NC1 : Công tắc hành trình.

I2.0 : Nút nhấn đã vào tầng trệt.

I2.2 : Nút nhấn gọi lên tầng 1.

I0.5 : Nút nhấn đã vào tầng 1.

I2.3 : Nút nhấn gọi lên tầng 2.

I0.2 : Nút nhấn đã vào tầng 2.

I2.1 : Nút nhấn gọi lên tầng 3.

I0.3 : Nút nhấn đã vào tầng 3.

I0.4 : Nút nhấn gọi xuống tầng trệt.

I4.1 : Nút nhấn đóng cửa khi cửa thang không tự đóng lại.

Q0.0 = 1 : Kéo thang lên.

Q0.1 = - 1 : Kéo thang xuống.

Q0.2 = 1 : Mở cửa thang.

Q0.3 = - 1 : Đóng cửa thang.

 

      Khi nhấn nút I0.0 hệ thống thang máy được khởi động vì M0.0 có điện nên tiếp điểm thường mở của M0.0 đóng lại. Lúc này ta nhấn nút I1.0 cửa thang được mở ra cho đến khi chạm vào công tắc hành trình NC thì dừng, M1.0 mất điện lúc này tiếp điểm I1.1 của M1.0 đóng lại. Khi cửa dừng lại tại NC thì cũng đóng NC1 cấp điện cho TONR (T37), sau 10s thì tiếp điểm so sánh T37 đóng lại, M1.2 có điện bị reset nên động cơ quay ngược lại kéo cửa đóng lại cho đến khi chạm vào công tắc hành trình NO thì dừng lại.

      Nếu trường hợp TONR bị hỏng thì ta nhấn nút I4.1 cửa sẽ đóng lại vì lúc này M1.2 có điện và M1.2 duy trì.

  *  Trong quá trình thang đi lên:

      Thang bắt đầu đi từ tầng trệt lên tầng 3. M1.1 là tiếp điểm thường đóng của M1.2 do đó khi cửa đóng lại thì M1.2 mất điện M1.1 đóng lại.

      Khi ta nhấn nút I0.2 báo đã vào tầng trệt tiếp đó ta nhấn nút I2.1 gọi đến tầng 3 nó được duy trì bởi M2.0 và I0.4. Khi thang vào tầng 3 thì I0.3 mở ra báo đã vào tầng 3 và dừng lại. M2.0, M2.2, M3.0, M3.1, M3.2 là các tiếp điểm thường đóng dùng để khóa chéo.

      Trong quá trình thang đi từ tầng trệt lên tầng 3 khi ta nhấn nút I2.2 thì M2.1 có điện tiếp điểm thường đóng M2.1 mở ra do đó thang rẽ vào tầng 1, dừng lại chạm vào tiếp điểm I0.5. M3.0, M3.1, M3.2 là tiếp điểm khóa chéo cho quá trình thang đi xuống. Từ tầng 1 muốn cho thang lên tầng 3 ta chỉ cần nhấn I2.1 thì thang sẽ lên tầng 3. Còn muốn lên tầng 2 thì nhấn nút I2.3, I0.2 báo đã vào tầng 2.

  *  Trong quá trình thang đi xuống:

      Khi ta nhấn nút I0.3 báo đã vào tầng 3, sau đó nhấn tiếp nút I4.0 gọi xuống tầng trệt được duy trì bằng I3.1 và M3.0 thì M3.0 có điện động cơ bị reset và quay ngược chiều trở lại làm cho thang chạy xuống, M3.1, M3.2, M2.0, M2.1, M2.2 là các tiếp điểm khóa chéo. Khi thang đến tầng trệt thì dừng lại nhờ tiếp điểm thường đóng I0.2 báo đã vào tầng trệt.

      Khi thang đi từ tầng 3 xuống tầng trệt nếu ta muốn rẽ vào tầng 2 thì nhấn nút I2.3, M3.1 bị reset và dừng lại ở tầng 2 nhờ I0.2. Muốn rẽ vào tầng 1 thì nhấn I2.2 khi đó M3.2 có điện thang dừng lại ở tầng 1 nhớ tiếp điểm I0.5. Muốn xuống tầng trệt thì nhấn I4.0.

      Trong quá trình thang đi xuống mà có người gọi vào để đi lên thì thang sẽ không rẽ vào nhờ vào các tiếp điểm thường đóng M2.0, M2.1, M2.2. Ngược lại trong quá trình thang đi lên mà có người gọi vào để đi xuống thì thang sẽ không rẽ vào nhờ vào các tiếp điểm thường đóng M3.0, M3.1, M3.2. Muốn thang rẽ vào trong 2 trường hợp trên thì phải chờ thang đi xuống hoặc đi lên mới thực hiện được.

     ........................................

CHƯƠNG KẾT LUẬN

      Đề tài tập trung nghiên cứu lập trình điều khiển thang máy 3 tầng dùng PLC S7-200 thực hiện những yêu cầu của người sử dụng với ngôn ngữ lập trình theo dạng LAD.

      Nhìn chung đề tài đã đáp ứng được những yêu cầu đề ra nhưng vẫn còn những hạn chế về kỹ thuật: các quá trình chuyển động chưa được chính xác, các chi tiết còn thô sơ…Nếu có điều kiện và đầy đủ kiến thức cần thiết ta có thể khắc phục được những hạn chế trên. Ngoài PLC ta có thể sử dụng IC vi xử lý họ 8051 để lập trình điều khiển thang máy như vậy sẽ tiết kiệm chi phí và không gian sử dụng. Ngoài ra nếu sử dụng PLC có nhiều cổng vào/ra hoặc sử dụng modul mở rộng ta có thể tăng số tầng sử dụng.

TÀI LIỆU  THAM KHẢO

1.   TRUYỀN DỮ LIỆU

Tống Văn On _ ĐH _ KỸ THẬT  TPHCM_ 1997

2.   Giáo trình Vi Xử Lý – Vi điều khiển

Người soạn: Nguyễn Đình Phú

3.   LẬP TRÌNH CHO CÁC  HỆ VI XỬ LÝ Biên sọan: Hùynh Thúc Cước

Đặng Văn Đức Nghiêm  Mỹ Nguyễn  Văn Tam Trần Bá Thái Nguyễn Chí Thức

Nhà xuất bản Thống  Kê

4.   VI XỬ LÝ TRONG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU  KHIỂN Ngô Diệp Tân _ NXB KHKT Hà Nội _1996

5.   KỸ THUẬT VI ĐIỀU KHIỂN

Tác giả : Văn Thế Minh_NXB GD_1997

6.   THE 8051 MICROCONTROLLER Tác Giả: Scott MacKenzie

7.   TRÌNH BIÊN DỊCH ASM51.

8.    SƠ ĐỒ CHÂN  LINH KIỆN BÁN DẪN

Dương Minh Trí _ Sở GD – ĐT TPHCM- 1992

9.    HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051

Tống Văn On – NXB LĐ - XH Hà Nội - 2001