Đồ án Ứng dụng bộ điều khiển PLC thiết kế và xây dựng cho hệ thống điều khiển tự động cho thang máy 3 tầng sử dụng trong bệnh viện

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 ISO 9001:2008 
ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC THIẾT KẾ 
VÀ XÂY DỰNG CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 
 TỰ ĐỘNG CHO THANG MÁY 3 TẦNG 
 SỬ DỤNG TRONG BỆNH VIỆN 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
 NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 HẢI PHÒNG - 2018 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 ISO 9001:2008 
ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC THIẾT KẾ 
VÀ XÂY DỰNG CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 
 TỰ ĐỘNG CHO THANG MÁY 3 TẦNG 
 SỬ DỤNG TRONG BỆNH VIỆN 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
 NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 Sinh viên : Nguyễn Thọ Chân 
 Người hướng dẫn : Th.S Nguyễn Đức Minh 
 HẢI PHÒNG - 2018 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam 
 Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc 
 ----------------o0o----------------- 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Sinh viên : Nguyễn Thọ Chân – MSV :1412104013 
Lớp : ĐC1801 - Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp 
Tên đề tài : Ứng dụng bộ điều khiển PLC thiết kế và xây dựng cho hệ 
thống điều khiển tự động cho thang máy 3 tầng sử dụng trong bệnh viện 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( 
về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp..........................................................................: CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Người hướng dẫn thứ nhất: 
Họ và tên : Th.S Nguyễn Đức Minh. 
Học hàm, học vị : 
Cơ quan công tác : Trường Đại học dân lập Hải Phòng 
Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài 
Người hướng dẫn thứ hai: 
Họ và tên : 
Học hàm, học vị : 
Cơ quan công tác : 
Nội dung hướng dẫn : 
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày 13 tháng 08 năm 2018. 
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 2 tháng 11 năm 2018 
 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N 
 Sinh viên Cán bộ hướng dẫn Đ.T.T.N 
 Nguyễn Thọ Chân Th.S Nguyễn Đức Minh 
 Hải Phòng, ngày.....tháng........năm 2018 
 HIỆU TRƯỞNG 
 GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 
1.Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
2. Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong 
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, 
chất lượng các bản vẽ..) 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn 
 ( Điểm ghi bằng số và chữ) 
 Ngày tháng .năm 2018 
 Cán bộ hướng dẫn chính 
 (Ký và ghi rõ họ tên) 
 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN 
 ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số 
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng 
thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện 
 ( Điểm ghi bằng số và chữ) 
 Ngày tháng .năm 2018 
 Người chấm phản biện 
 (Ký và ghi rõ họ tên) 
 LỜI MỞ ĐẦU 
 Ngày nay trước những sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật 
việc áp dụng khoa học công nghệ vào trong thực tế sản xuất đang được phát 
triển rộng rãi về mặt quy mô lẫn chất lượng. Trong đó ngành tự động hóa 
chiếm một vai trò rất quan trọng không những giảm nhẹ sức lao dộng cho con 
người mà còn góp phần rất lớn trong việc nâng cao năng suất lao động, cải 
thiện chất lượng sản phẩm, chính vì thế ngành tự dộng hóa ngày càng khẳng 
định được vị trí cũng như vai trò của mình trong các ngành công nghiệp và 
đang được phổ biến rộng rãi trong các hệ thống công nghiệp trên toàn thế giới 
nói chung và Việt Nam nói riêng. 
 Chiếm một vai trò rất quan trọng trong ngành tự động hóa đó là kỹ thuật 
điều khiển logic lập trình viết tắt là PLC. Nó đã và đang phát triển mạnh mẽ 
và ngày càng chiếm một vị trí rất quan trọng trong các ngành kinh tế quốc 
dân. Không những thay thế được cho kỹ thuật điều khiển cơ cấu bằng cam và 
hoặc kỹ thuật rơ le trước kia mà còn chiếm lĩnh nhiều chức năng phụ khác. 
 Xuất phát từ thực tế đó, trong quá trình học tập tại trường Đại Học Dân 
Lập Hải Phòng, được sự chỉ bảo và hướng dẫn tận tình của các thầy cô trong 
khoa Điện Công Nghiệp và đặc biệt là thầy giáo, TH.S ”Nguyễn Đức Minh”, 
em đã nhận được đồ án với đề tài: “Ứng dụng bộ điều khiển PLC thiết kế và 
xây dựng cho hệ thống điều khiển tự động cho thang máy 3 tầng sử dụng 
trong bệnh viện”.Để giúp cho sinh viên có thêm được những hiểu biết về vấn 
đề này. 
 8 
 Chương 1:Giới Thiệu Tổng Quan Về PLC và PLC S7-200. 
1.1 Giới thiệu về PLC 
 Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một thiết bị máy công 
nghiệp người ta thực hiện kết nối các linh kiện điều khiển rời (relay, timer, 
contactor..) lại với nhau tùy theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điện 
điều khiển.Công việc này khá phức tạp trong thi công, sửa chữa, bảo trì do đó 
giá thành cao. Khó khăn nhất là khi cần thay đổi một hoạt động nào đó hay 
thay đổi công nghệ mới. 
 Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta phải chọn điều khiển cho 
một máy sản xuất cần phải hội đủ các yêu cầu sau: giá thành hạ, dễ thi công, 
sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định, linh hoạt Từ đó hệ thống điều khiển 
cóthể lập trình được PLC (Progammable Logic Controller) ra đời để giải 
quyết vấn đề trên. 
Để đơn giản hoá việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay 
(Progammable Controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. 
Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản thay 
thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển. Trong quá trình vận 
hnh, cc nh thiết kế đ từng bước tạo ra một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu 
chuẩn đó là dạng lập trình biểu đồ hình thang. Trong những năm đầu thập 
niên 70, những hệ thống PLC cũ kĩ có khả năng vận hành với những thuật 
toán hỗ trợ (arithmetic), “vận hành với các dữ liệu cập nhật” (Data 
manipulation). Do sự phát triển của loại màn hình dng cho my tính (Cathod 
Ray Tube: CTR), nên việc giao tiếp giữa người điều khiển lập trình cho hệ 
thống cng trở nn thuận tiện hơn. Ngoài ra các nhà thiết kế cịn tạo ra kỹ thuật 
kết nối với hệ thống PLC ring lẻ. Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện, 
chu kỳ quét (scan) nhanh hơn lm cho hệ thống PLC xử lý tốt với những hệ 
thống phức tạp, số lượng cổng vào/ra lớn hơn. 
Một PLC có đầy đủ các chức năng như:bộ đếm, bộ định thời, các thanh ghi 
(Register) và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển phức tạp 
khác nhau. Hoạt động của PLC hoàn toàn phụ thuộc vào chương trình nằm 
 9 
 trong bộ nhớ, dữ liệu cập nhật tín hiệu đầu vào, xử lý tín hiệu để điều khiển 
đầu ra. 
1.2. Tổng quan về bộ điều khiển logic khả trình PLC 
1.2.1. Khái niệm vềPLC. 
 PLC là các chữ được viết tắt từ : Programmable Logic Controller. 
Theo hiệp hội quốc gia về sản xuất điện Hoa kỳ ( NEMA- National Electrical 
Manufactures Association) thì PLC là một thiết bị điều khiển mà được trang 
bị các chức năng logic, tạo dãy xung, đếm thời gian, đếm xung và tính toán 
cho phép điều khiển nhiều loại máy móc và các bộ xử lý. Các chức năng đó 
được đặt trong bộ nhớ mà tạo lập sắp xếp theo chương trình. Nói một cách 
ngắn gọn PLC là một máy tính công nghiệp để thực hiện một dãy quá trình. 
1.2.2 Cấu trúc của bộ điều khiển PLC. 
Một bộ PLC gồm có các modul: 
 - Modul nguồn: nhận từ lưới điện công nghiệp tạo ra nguồn điện một 
 chiều cung cấp cho bộ PLC hoạt động. 
 - Modul xử lý trung tâm CPU: gồm nhiều hệ thống vi xử lý bên trong. 
 Có hai loại đơn vị xử lý trung tâm là đơn vị xử lý 1 bít và đơn vị xử lý 
 bằng từ ngữ. 
 - Modul bộ nhớ chương trình: chương trình điều khiển hiện hành được 
 lưu trong bộ nhớ chương trình bằng các bộ phận lưu trữ: RAM, 
 EPROM. Chương trình được tạo ra với sự trợ giúp của đơn vị lập trinh 
 chuyên dụng, sau đó chuyển vào bộ nhớ chương trình. Bên trong còn có 
 một nguồn điện dự phòng cho RAM để duy trì chương trình khi mất 
 điện. 
 - Modul đầu vào: có nhiệm vụ chuẩn bị các tín hiệu bên ngoài chuyển 
 vào trong PLC có chứa các bộ lọc và bộ thích ứng năng lượng. Các 
 modul đầu vào được thiết kế để có thể nhận nhiệu đầu vào và bổ sung 
 10