Thiết kế trạm thu phí giao thông

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG THU PHÍ GIAO THÔNG I.        Giới thiệu chung Hiện nay cả nước ta có khoảng 54 trạm thu phí trên 26 quốc lộ. Được biết cho đến thời điểm này có khoảng 20 trạm thu phí điện tử đang hoạt động, các trạm này sử dụng phương pháp thu phí bán tự động công nghệ bán tự động được sử dụng ở các thiết bị nhận dạng biển số xe, nhận dạng trọng tải xe, thiết bị soát vé từ/ giấy in/ thẻ Smart Card; thiết bị mạng máy tính, camera giám sát, barrie tự động, đèn tín hiệu. Còn lại là chạm thu phí thủ công với quy trình hai dừng (dừng mua vé, dừng soát vé). Do vậy tình trạng ùn tắc giao thông và đặc biệt là hiện tượng tiêu cực trong quản lý ngày càng gia tăng như dùng vé cũ quay vòng xe, sử dụng mệnh giá vé thấp so với thực tế xe… Những trạm thu phí dù đã được trang bị hệ thống thu phí tự động nhưng hoạt động còn mang tính chất độc lập, đơn lẻ, chưa đáp ứng khả năng chia sẻ thông tin quản lý và thống kê. Nhìn chung, các nước có hoạt động thu phí đường bộ cũng phải trải qua nhiều giai đoạn thăng trầm trong việc phát triển công nghệ thu phí, đi từ thủ công đến hiện đại, từ biên lai giấy in sẵn -> biên lai giấy in trực tiếp -> thẻ trừ tiền dần từ tính(rãnh tiếp xúc) -> thẻ trừ tiền dần smart card(mặt tiếp xúc) -> thẻ trừ tiền dần DSRC(vùng tiếp xúc). Nhưng tất cả các nước đều áp dụng quy trình thu từ một dừng đến không dừng II.      Nghiên cứu sơ bộ Mô tả tổng quát quy trình hoạt động của trạm thu phí: Cơ quan đấu thầu quản lý trạm thu phí đến cơ quan thuế làm thủ tục nhận vé về nhập kho, sau đó vé được xuất cho nhận viên bán vé hàng ngày bằng phiếu xuất kho nội bộ. Sau khi nhận viên bán vé nhận vé, kế toán ca căn cứ vào phiếu xuất kho (số thực nhận) ghi vào sổ kế toán và bảng theo dõi bán vé trong ngày Tiếp theo quy trình bán vé và soát vé được thực hiện theo hai bước. Dừng mua vé và dừng soát vé Bước 1: Lái xe dừng ở trạm bán vé mua vé, Nhân viên bán vé tiến hành kiểm tra vé sau đó giao cho lái xe phần liên hai và thu giữ phần cuống để nộp về bộ phận kế toán kiểm tra sau đó cuống vé sẽ được tiêu hủy.(Chú ý nhân viên bán vé phải phân biệt được trọng tải của xe để bán vé với mệnh giá tương ứng) Bước 2: Lái xe sau khi mua vé đi tiếp đến trạm soát vé và đưa phần vé liên hai cho nhân viên soát vé kiểm tra xem vé có hợp lệ và xé vé. III.    Các thành phần hệ thống 1.      Kế toán vé -    Quản lý kho vé chi tiết theo từng số seri vé -       Quản lý cấp phát cho nhân viên bán vé -       Thiết lập hiệu lực cho vé: Vé chưa có hiệu lực thì chưa được phép sử dụng. đây là điểm cốt lõi ngăn ngừa vé giả -    Quản lý thu chi liên quan đến hoạt động bán vé -      Kết xuất báo cáo liên quan 2.      Quản lý nhân sự, phân ca làm việc. -       Quản lý nhân sự theo sơ đồ tổ chức hành chính công bao gồm các danh mục phòng ban, chức vụ ,nhân viên, ngày nghỉ, ca làm việc, giờ làm thêm… -       Phân quyền người sử dụng theo chức vụ 3.      Bán vé và soát vé     Tự động hóa khâu bán vé và soát vé áp dụng quy trình thu một dừng sử dụng dụng công nghệ nhận dạng biển số xe, mã vạch, cảm biến, đang nghiên cứu phát triển tự động xử lý từ A-Z. vấn đề cốt lõi ở đây là khi xe đến bốt thu vé. hệ thống trước hết chụp ảnh theo sự kiện và nhận đọc biển số của xe, tiếp theo hệ thống tự động phân loại xe theo trọng tải, và xác định mệnh giá vé tương ứng cho loại trọng tải đó, tiếp theo in lên hình ảnh một chuỗi ký tự chứa biển số xe và ngày giờ xe đi qua trạm, vắn nhân viên bán vé, vắn tắt thông tin về phương tiện, vắn tắt thông tin của chủ phương tiện nếu có thể, từ màn hình hiển thị nhận viên trực bán vé dễ dàng xác định loại vé cần bán sau đó xé cuống vé đưa cho lái xe và dữ lại phần liên hai. dùng máy đọc mã vạch, đọc mã vạch phần liên hai và kiểm tra xem vé bán có hợp lệ. như vậy luồng công việc gổm nhận dạng biển số xe, tính trọng tải xe, kiểm tra vé bằng mã vạch phải liên kết với nhau để đưa ra kết quả chính xác. Trên thực tế mỗi xe chỉ dừng lại mua và kiểm soát vé trung bình 3-5 giây, các thông tin như đếm xe, mênh giá vé, số lượng vé ưu tiên, vé tháng, vé quốc lộ lượt được cập nhật hoàn toàn tự động thông qua phần mềm quản lý. Tất cả các thông tin này được thiết kế lưu vào cơ sở dữ liệu để phục vụ cho việc hậu kiểm sau này Hệ thống soát vé bao gồm toàn bộ các thiết bị bố trí tại làn soát vé(trên đảo phân làn, dưới lòng đường). Hệ thống soát vé điển hình bao gồm các loại thiết bị như sau -     Thiết bị giao dịch phí, thiết bị điều khiển khẩn cấp, thiết bị đọc vé mã vạch -     Thiết bị làn xe: Đèn tín hiệu, thanh chắn tự động, hệ thống cảm biến, Camera quan sát, camera chụp biển số xe, bảng thông báo điện tử, đèn chiếu bù sáng. 4.    Giám sát hậu kiểm Hệ thống giám sát hậu kiểm được bố trí trong phòng điều hành. Bao gồm các thành phần chức năng sau: -    Máy chủ dữ liệu: lưu trữ toàn bộ thông tin kế toán vé, soát vé, hình ảnh sự kiện của từng lượt xe -    Máy tính và phần mềm hậu kiểm : Cung cấp đầy đủ số liệu với nhiều hình thức khác nhau, sàn lọc dữ liệu theo nhiều loại điều khiển khác nhau, như: Làn xe, nhân viên thu phí, thời gian, số seri vé… -   Báo cáo nhanh tình hình hoạt động của trạm. Tự động chụp ảnh biển số xe ôtô lưu thông qua trạm, gửi ảnh về trung tâm giám sát. - Ảnh biển số được xử lý bằng phần mềm nhận dạng biển số (4 hoặc 5 số) với tốc độ 1,2s /1 ảnh. Lưu trữ hình ảnh biển số xe đã lưu thông qua trạm phục vụ giám sát và tra cứu.        -  Tất cả hình ảnh biển số, toàn cảnh của xe lưu thông qua làn được lưu trữ với đầy đủ thông tin ngày, giờ lưu thông qua trạm.            -  Mã barcode của vé mà người điều khiển phương tiện sử dụng để lưu thông qua trạm cũng được lưu lại.            -  Toàn cảnh các loại xe lưu thông qua trạm đều được ghi hình và lưu trữ trên hệ thống.Có thể xem lại hình ảnh của một tháng trước đó. Giám sát toàn bộ hoạt động của nhân viên bán vé trong cabin.             -  Trong mỗi cabin bán vé đều có một camera giám sát 24/24h. Mọi hoạt động trong cabin đều được giám sát tại phòng điều hành. Điều khiển tự động hệ thống Barrier.             - Hệ thống barrier sẽ tự động đóng mở cho xe đã mua vé hợp lệ được phép lưu thông qua làn.            - Có thể lựa chọn chế độ hoạt động của barrier là tự động hoặc bằng tay từ trên phần mềm giám sát. Hiển thị thông tin kiểm soát vé trên bảng led matrix  32x64.    - Mọi thông tin kiểm soát vé như giá vé, loại vé và vé có hợp lệ hay không, được hiển thị tức thời lên bảng led IV.    Sơ đồ hệ thống IV.   Chương trình demo Khung hình bên trái chạy đoạn video ghi lại xe ô tô chạy với vận tốc 50km/h .Các khung hình chữ nhật màu xanh sáng đặt động có nhiệm vụ phân tích hình ảnh xe ô tô chạy qua khu vực này .Khung hình bên phải hiển thị những xe đã được nhận dạng biển số và ghi lại nhật ký CHƯƠNG II: TÌM HIỂU VỀ PLC S7-200 CỦA SIEMENS I - GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 * CÊu tróc bé nhí PLC: Bé ®iÒu khiÓn lËp tr×nh S7-200 ®­îc chia thµnh 4 vïng nhí. Víi 1 tô cã nhiÖm vô duy tr× d÷ liÖu trong thêi gian nhÊt ®Þnh khi mÊt nguån bé nhí S7-200 cã tÝnh n¨ng ®éng cao, ®äc vµ ghi trong ph¹m vi toµn vïng lo¹i trõ c¸c bÝt nhí ®Æc biÖt SM ( Special Memory) chØ cã thÓ truy nhËp ®Ó ®äc. Vïng ch­¬ng tr×nh Ch­¬ng tr×nh Ch­¬ng tr×nh C Vïng tham sè Tham sè Tham sè Vïng d÷ liÖu D÷ liÖu D÷ liÖu Vïng ®èi t­îng EEPROM Bé nhí ngoµi H×nh 2.3: Bé nhí trong vµ ngoµi cña S7-200 * Vïng ch­¬ng tr×nh: Lµ vïng bé nhí ®­îc sö dông ®Ó l­u tr÷ c¸c lÖnh ch­¬ng tr×nh vïng nµy thuéc bé nhí trong ®äc vµ ghi ®­îc * Vïng tham sè: Lµ vïng l­u gi÷ c¸c tham sè nh­: Tõ kho¸, ®Þa chØ tr¹m….còng gièng nh­ vïng ch­¬ng tr×nh thuéc bé nhí trong ®äc vµ ghi ®­îc. * Vïng d÷ liÖu: Lµ vïng nhí ®éng ®­îc sö dông cÊt c¸c d÷ liÖu cña ch­¬ng tr×nh bao gåm c¸c kÕt qu¶ c¸c phÐp tÝnh nã ®­îc truy cËp theo tõng bit tõng byte vïng nµy ®­îc chia thµnh nh÷ng vïng nhí víi c¸c c«ng dông kh¸c nhau. Vïng I (Input image register): Lµ vïng nhí gåm 16 byte I (®äc/ghi): I.O ÷ I.15 Vïng Q (Output image register): Lµ vïng nhí gåm 16 byte Q (®äc/ghi): Q.O ÷ Q.15 Vïng M (Internal memory bits): lµ vïng nhí gåm cã 32 byte M (®äc/ghi): M.O ÷ M.31 Vïng V (Variable memory): Lµ vïng nhí gåm cã 10240 byte V (®äc/ghi): V.O ÷ V.10239 Vïng SM: (Special memory): Lµ vïng nhí gåm: - 194 byte cña CPU chia lµm 2 phÇn: SM0 – SM29 chØ ®äc vµ SM30 – SM194 ®äc/ghi. SM200-SM549 ®äc/ghi cña c¸c module më réng * Vïng ®èi t­îng: Lµ timer (®Þnh th×), counter (bé ®Õm) tèc ®é cao vµ c¸c cæng vµo/ra t­¬ng tù ®­îc ®Æt trong vïng nhí cuèi cïng vïng nµy kh«ng thuéc kiÓu non – volatile nh­ng ®äc ghi ®­îc. - Timer (bé ®Þnh th×): ®äc/ghi T0 ÷ T255 - Counter (bé ®Õm): ®äc/ghi C0 ÷ C255 - Bé ®Öm vµo analog (®äc): AIW0 ÷ AIW30 - Bé ®Öm ra analog (ghi): AQW0 ÷ AQW30 - Accumulator (thanh ghi): AC0 ÷ AC3 - Bé ®Õm tèc ®é cao: HSC0 ÷ HSC5 TÊt c¶ c¸c miÒn nµy ®Òu cã thÓ truy nhËp ®­îc theo tõng bit, tõng byte, tõng tõ ®¬n (word – 2byte), tõ kÐp (Double word). a. CÊu tróc ch­¬ng tr×nh: Ch­¬ng tr×nh cho S7-200 ph¶i cã cÊu tróc bao gåm ch­¬ng tr×nh chÝnh (main program) sau ®ã ®Õn c¸c ch­¬ng tr×nh con vµ c¸c ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t. Ch­¬ng tr×nh chÝnh ®­îc kÕt thóc b»ng lÖnh kÕt thóc ch­¬ng tr×nh (MEND). Ch­¬ng tr×nh con lµ mét bé phËn cña ch­¬ng tr×nh. C¸c ch­¬ng tr×nh con ph¶I ®­îc viÕt sau lÖnh kÕt thóc ch­¬ng tr×nh chÝnh ®ã lµ mÖnh (MEND). C¸c ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t lµ mét bé phËn cña ch­¬ng tr×nh, nÕu cÇn sö dông ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t ph¶i viÕt sau lÖnh kÕt thóc MEND. C¸c ch­¬ng tr×nh con ®­îc nhãm l¹i thµnh mét nhãm ngay sau ch­¬ng tr×nh chÝnh, sau ®ã ®Õn ngay c¸c ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t b»ng c¸ch viÕt nh­ vËy cÊu tróc ch­¬ng tr×nh ®­îc râ rµng vµ thuËn tiÖn h¬n trong viÖc ®äc ch­¬ng tr×nh cã thÓ trén lÉn c¸c ch­¬ng tr×nh con vµ ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t ®»ng sau ch­¬ng tr×nh chÝnh. Thùc hiÖn trong 1 vßng quÐt Main program . . . MEND chÝnh Thùc hiÖn khi ®­îc ch­¬ng tr×nh SBR (n) {n=0 ÷ 255} ch­¬ng tr×nh con . . . RET Thùc hiÖn khi cã tÝn hiÖu b¸o ng¾t INT (n){n0 ÷ 255} ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t . . . RETI II-TÌM HIỂU VỀ TẬP LỆNH PLC CỦA S7-200 * Ph­¬ng ph¸p lËp tr×nh PLC víi phÇn mÒm STEP7-Micro/WIN 32: - C¸ch lËp tr×nh cho S7-200 dùa trªn hai ph­¬ng ph¸p c¬ b¶n: Ph­¬ng ph¸p h×nh thang (ladder logic – viÕt t¾t lµ LAD) vµ ph­¬ng ph¸p liÖt kª lÖnh (Statement List viÕt t¾t lµ STL) vµ ph­¬ng ph¸p thø 3 mµ kh«ng ®­îc dïng th«ng dông lµ ph­¬ng ph¸p s¬ ®å khèi chøc n¨ng (Funtion Block Diagram viÕt t¾t lµ FBD). - Ch­¬ng tr×nh ®­îc viÕt theo kiÓu LAD thiÕt bÞ lËp tr×nh sÏ t¹o ra mét ch­¬ng tr×nh theo kiÓu STL t­¬ng øng. Nh­ng ng­îc l¹i kh«ng ph¶i tÊt c¶ c¸c ch­¬ng tr×nh viÕt theo kiÓu STL ®Òu cã thÓ chuyÓn sang d¹ng LAD. * Ph­¬ng ph¸p LAD: LAD lµ ng«n ng÷ lËp tr×nh ®å ho¹ nh÷ng thµnh phÇn c¬ b¶n dïng trong LAD t­¬ng øng víi c¸c thµnh phÇn c¬ b¶n dïng ®Ó biÓu diÔn lÖnh logic nh­ sau: - TiÕp ®iÓm: Lµ biÓu t­îng (Symbol) m« t¶ c¸c tiÕp ®iÓm r¬le c¸c tiÕp ®iÓm cã thÓ th­êng ®ãng: th­êng më Q 0.0 - Cuén d©y (coil): lµ biÓu t­îng -( ) m« t¶ r¬le m¾c theo chiÒu dßng ®iÖn cung cÊp cho r¬le - Hép (box): lµ biÓu t­îng m« t¶ c¸c hµm kh¸c nhau nã lµm viÖc khi cã dßng ®iÖn ch¹y ®Õn hép th­êng lµ c¸c bé thêi gian (timer), bé ®Õm (counte) vµ c¸c hµm to¸n häc: ADD EN END IN 1 OUT IN 2 CU CTU A PV IN TON PT ACD AC1 AC2 +100 - M¹ng LAD: lµ ®­êng nèi c¸c phÇn tö thµnh mét m¹ch hoµn thiÖn, ®i tõ ®­êng nguån bªn tr¸i sang nguån bªn ph¶i dßng ®iÖn ch¹y tõ tr¸i qua tiÕp ®iÓm ®Õn c¸c cuén d©y hoÆc c¸c hép trë vÒ bªn ph¶i nguån. * Ph­¬ng ph¸p liÖt kª lÖnh STL: Ph­¬ng ph¸p liÖt kª (STL) lµ ph­¬ng ph¸p thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh d­íi d¹ng tËp hîp c¸c c©u lÖnh. Mçi c©u lÖnh trong ch­¬ng tr×nh kÓ c¶ nh÷ng lÖnh h×nh thøc biÓu diÔn mét chøc n¨ng cña PLC. §Ó t¹o mét ch­¬ng tr×nh d¹ng STL ng­êi lËp tr×nh cÇn ph¶i hiÓu râ ph­¬ng thøc sö dông cña ng¨n xÕp logic cña S7-200 (S0 ÷ S8). Ng¨n xÕp l«gic lµ mét khèi gåm 9 bit chång lªn nhau. TÊt c¶ c¸c thuËt to¸n liªn quan ®Õn ng¨n xÕp, ®Òu chØ lµm viÖc víi bit ®Çu tiªn hoÆc víi bit ®Çu vµ bit thø hai cña ng¨n xÕp (S0 ÷ S1) gi¸ trÞ logic míi ®Òu cã thÓ ®­îc göi vµo ng¨n xÕp. * Ph­¬ng ph¸p FBD: Dïng c¸c phÇn tö logic ®Ó viÕt ch­¬ng tr×nh vÝ dô c¸c m¹ch AND, OR, NOT…. c. Có ph¸p lÖnh c¬ b¶n trong PLC S7-200 HÖ lÖnh cña S7-200 ®­îc chia lµm 3 nhãm: - Nhãm lÖnh kh«ng ®iÒu kiÖn: C¸c lÖnh mµ khi thùc hiÖn th× lµm viÖc ®éc lËp kh«ng phô thuéc vµo gi¸ trÞ logic cña ng¨n xÕp. - Nhãm lÖnh cã ®iÒu kiÖn: C¸c lÖnh chØ thùc hiÖn ®­îc khi bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. - Nhãm lÖnh ®Æt nh·n: C¸c nh·n lÖnh ®¸nh dÊu vÞ trÝ trong tËp lÖnh. Trong c¸c b¶ng lÖnh cßn m« t¶ sù thay ®æi t­¬ng øng cña néi dung ng¨n xÕp khi lÖnh ®­îc thùc hiÖn. C¶ hai ph­¬ng ph¸p LAD vµ STL ®Òu sö dông ký hiÖu I ®Ó chØ viÖc thùc hiÖn tøc thêi (Immediateli) tøc lµ gi¸ trÞ ®­îc chØ dÉn trong lÖnh võa ®­îc chuyÓn vµo thanh ghi ¶o võa ®ång thêi ®­îc chuyÓn ®Õn tiÕp ®iÓm chØ dÉn trong lÖnh ngay khi lÖnh ®­îcthùc hiÖn chø kh«ng ph¶i chê ®Õn giai ®o¹n trao ®æi víi ngo¹i vi cña vßng quÐt. §iÒu ®ã kh¸c víi lÖnh kh«ng tøc thêi lµ gi¸ trÞ ®­îc chØ ®Þnh trong lÖnh chØ ®­îc chuyÓn vµo thanh ghi ¶o khi thùc hiÖn lÖnh. B¶ng 3-1: Mét sè lÖnh cña S7-200 thuéc nhãm lÖnh thùc hiÖn v« ®iÒu kiÖn. Tªn lÖnh M« t¶ = n Gi¸ trÞ cña bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp ®­îc sao chÐp sang ®iÓm n chØ dÉn trong lÖnh. = I n Gi¸ trÞ cña bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp ®­îc sao chÐp trùc tiÕp sang ®iÓm n chØ dÉn trong lÖnh ngay khi lÖnh ®­îc thùc hiÖn. A n Thùc hiÖn to¸n tö vµ (AND) gi÷a gi¸ trÞ logic cña bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic cña ®iÓm n chØ dÉn trong lÖnh. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. ALD Thùc hiÖn to¸n tö vµ (AND) gi÷a gi¸ trÞ logic cña bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic cña bit thø 2 ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. C¸c gi¸ trÞ cßn l¹i trong ng¨n xÕp ®­îc kÐo lªn mét bit. AN n Thùc hiÖn to¸n tö vµ (AND) gi÷a gi¸ trÞ logic cña bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic nghÞch ®¶o cña ®iÓm n chØ dÉn trong lÖnh. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. CTU Cxx, PV Khëi ®éng bé ®Õm tiÕn theo s­ên lªn cña tÝn hiÖu vµo. Bé ®Õm ®­îc ®Æt l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu (reset) nÕu ®Çu vµo R cña bé ®Õm ®­îc kÝch (cã møc logic 1). CTUD Cxx,PV Khëi ®éng bé ®Õm tiÕn theo s­ên lªn cña tÝn hiÖu ®Çu vµo thø nhÊt vµ ®Õm lïi theo s­ên lªn cña tÝn hiÖu ®Çu vµo thø hai. Bé ®Õm ®­îc reset l¹i nÕu ®Çu vµo R cña bé ®Õm ®­îc kÝch (cã møc logic 1). ED §Æt gi¸ trÞ logic 1 vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp khi xuÊt hiÖn s­ìn xuèng cña tÝn hiÖu. DU §Æt gi¸ trÞ logic 1 vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp khi xuÊt hiÖn s­ìn lªn cña tÝn hiÖu. LD n N¹p gi¸ trÞ logic cña ®iÓm n chØ dÉn trong lÖnh vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. C¸c gi¸ trong ng¨n xÕp ®­îc ®Èy xuèng mét bit. LDN n N¹p gi¸ trÞ logic nghÞch ®¶o cña ®iÓm n chØ dÉn trong lÖnh vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. C¸c gi¸ trong ng¨n xÕp ®­îc ®Èy xuèng mét bit. LDW <=n1, n2 Bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp nhËn gi¸ trÞ logic 1 nÕu néi dung hai tõ n1 vµ n2 th¶o m·n n1 ≤ n2. LDW = n1, n2 Bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp nhËn gi¸ trÞ logic 1 nÕu néi dung hai tõ n1 vµ n2 th¶o m·n n1 = n2. LDW >=n1, n2 Bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp nhËn gi¸ trÞ logic 1 nÕu néi dung hai tõ n1 vµ n2 th¶o m·n n1 ≥ n2. LPP KÐo néi dung ng¨n xÕp lªn mét bit. Gi¸ trÞ míi cña bit trªn lµ gi¸ trÞ cò cña bit d­íi, ®é s©u ng¨n xÕp gi¶m ®i mét bit (Gi¸ trÞ cña bit ®Çu tiªn bÞ ®Èy ra khái ng¨n xÕp – xo¸). LRD Sao chÐp gi¸ trÞ cña bit thø hai vµo bit thø hai cña ng¨n xÕp. C¸c gi¸ trÞ cßn l¹i tõ bit thø hai trë ®i ®­îc gi÷ nguyªn vÞ trÝ. MEND KÕt thóc phÇn ch­¬ng tr×nh chÝnh trong mét vßng quÐt. NOT §¶o gi¸ trÞ logic cña bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp. O n Thùc hiÖn to¸n tö hoÆc (OR) gi÷a gi¸ trÞ logic cña bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic cña ®iÓm n chØ dÉn trong lÖnh. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. OI n Thùc hiÖn to¸n tö hoÆc (OR) gi÷a gi¸ trÞ logic cña bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic cña ®iÓm n chØ dÉn trong lÖnh. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. OLD Thùc hiÖn to¸n tö hoÆc (OR) gi÷a gi¸ trÞ logic cña bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic cña bit thø hai ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. C¸c gi¸ trÞ cßn l¹i trong ng¨n xÕp ®­îc kÐo lªn mét bit. ON n Thùc hiÖn to¸n tö vµ (AND) gi÷a gi¸ trÞ logic cña bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic cña ®iÓm n chØ dÉn trong lÖnh. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. RET LÖnh tho¸t khái ch­¬ng tr×nh con vµ tr¶ ®iÒu khiÓn vÒ ch­¬ng tr×nh chÝnh ®· gäi nã. RETI LÖnh tho¸t khái ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t (interrupt) vµ tr¶ ®iÒu khiÓn vÒ ch­¬ng tr×nh chÝnh. B¶ng 3-2: Mét sè lÖnh trong nhãm lÖnh cã ®IÒu kiÖn (chØ thùc hiÖn khi bit ®Çu tiªn ng¨n xÕp cã gi¸ trÞ logic 1): Tªn lÖnh M«t¶ +D IN1, IN2 Thùc hiÖn hai phÐp céng hai sè nguyªn kiÓu tõ kÐp IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 +I IN1, IN2 Thùc hiÖn hai phÐp céng hai sè nguyªn kiÓu tõ IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 -D IN1, IN2 Thùc hiÖn hai phÐp trõ hai sè nguyªn kiÓu tõ kÐp IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 -I IN1, IN2 Thùc hiÖn hai phÐp trõ hai sè nguyªn kiÓu tõ IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 +R IN1,IN2 Thùc hiÖn hai phÐp céng hai sè thùc (32 bit) IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 -R IN1,IN2 Thùc hiÖn hai phÐp trõ hai sè thùc (32 bit) IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 *R IN1,IN2 Thùc hiÖn hai phÐp nh©n hai sè thùc (32 bit) IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 /R IN1,IN2 Thùc hiÖn hai phÐp chia hai sè thùc (32 bit) IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 ANDD IN1.IN2 Thùc hiÖn to¸n logic AND gi÷a c¸c gi¸ trÞ kiÓu tõ kÐp IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 ANDW IN1.IN2 Thùc hiÖn to¸n logic AND gi÷a c¸c gi¸ trÞ kiÓu tõ kÐp IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 CALL n Gäi ch­¬ng tr×nh con ®­îc ®¸nh nh·n n CRET KÕt thóc mét ch­¬ng tr×nh con vµ tr¶ l¹i kiÓu ®iÒu khiÓn vÒ ch­¬ng tr×nh gäi nã CRTI KÕt thóc mét ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t vµ tr¶ ®iÒu khiÓn vÒ ch­¬ng tr×nh chÝnh MOVB IN.OUT Sao gi¸ trÞ cña Byte OUT MOVD IN.OUT Sao gi¸ trÞ cña tõ kÐp IN sang tõ kÐp OUT MOVR IN.OUT Sao sè thùc IN sang OUT MOVW IN.OUT Sao gi¸ trÞ cña tõ IN sang tõ OUT ORD IN1, IN2 Thùc hiÖn to¸n tö OR cho hai tõ kÐp IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 ORW IN1, IN2 Thùc hiÖn to¸n tö OR cho hai tõ IN1 vµ IN2. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo IN2 PLS x §­a bé ph¸t xung nhanh ®· ®­îc ®Þnh nghÜa trong bé nhí ®Æc biÖt vµo tr¹ng th¸i tÝch cùc. Xung ®­a ra ®­îc ®­a ra cæng QO.x RLD IN, n Quay trßn tõ kÐp IN sang tr¸i n bit RLW IN, n Quay trßn tõ IN sang tr¸i n bit RRD IN, n Quay trßn tõ kÐp IN sang ph¶i n bit RRW IN, n Quay trßn tõ IN sang ph¶i n bit SLD IN, n DÞch tõ kÐp IN sang tr¸i n bit SLW IN, n DÞch tõ IN sang tr¸i n bit SQRT IN, OUT LÊy c¨n bËc hai cña mét sè thùc 32 bit IN vµ ghi kÕt qu¶ vµo OUT (32 bit) SRD IN, n DÞch tõ kÐp IN sang ph¶i n bit SRW IN, n DÞch tõ IN sang ph¶i n bit STOP Dïng “mÒm” ch­¬ng tr×nh SWAP IN §æi bé hai bit ®Çu tiªn vµ cuèi cïng cña byte IN cho nhau B¶ng 3-3: C¸c lÖnh ®Æt nh·n (Label): Tªn lÖnh M« t¶ INT Nn Khai b¸o nh·n n cho ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t LBL xx §Æt nh·n xx trong ch­¬ng tr×nh, ®Þnh h­íng cho lÖnh nh¶y JMP NEXT LÖnh kÕt thóc vßng lÆp FOR….NEXT NOP LÖnh rçng (No operation) SBR n Khai b¸o nh·n n cho ch­¬ng tr×nh con d. C¸c lÖnh Timer, Counter: * Timer: Timer lµ bé t¹o thêi gian trÔ gi÷a tÝn hiÖu vµo vµ tÝn hiÖu ra nªn trong ®iÒu khiÓn th­êng ®­îc gäi lµ kh©u trÔ. NÕu ký hiÖu tÝn hiÖu (logic) vµo lµ x (1) vµ thêi gian trÔ lµ t th× tÝn hiÖu ®Çu ra cña Timer lµ x (l-t). trong S7-200 cã hai lo¹i Timer kh¸c nhau: - Timer t¹o thêi gian trÔ kh«ng cã nhí (On-Delay Timer), ký hiÖu lµ TON. - Timer t¹o thêi gian trÔ cã nhí (Retentive On-Delay Timer), ký hiÖu lµ TONR. Hai lo¹i Timer nµy ph©n biÖt nhau bëi ph¶n øng cña chóng ®èi víi tÝn hiÖu vµo. C¶ hai lo¹i ®Òu b¾t ®Çu t¹o thêi gian trÔ tõ thêi ®iÓm cã s­ên lªn cña tÝn hiÖu vµo. Nh­ng TON sÏ tù Reset khi ®Çu vµo cã møc logic 0, cßn TONR th× kh«ng tù Reset khi mÊt tÝn hiÖu vµo. TON ®­îc dïng ®Ó t¹o thêi gian trÔ trong mét kho¶ng thêi gian, cßn TONR thêi gian trÔ ®­îc t¹o ra trong nhiÒu kho¶ng kh¸c nhau. Trong phÇn nµy chóng ta chØ nghiªn cøu lo¹i Timer TON. LÖnh §é ph©n gi¶i Gi¸ trÞ cùc ®¹i CPU 212 CPU 214 ton 1 ms 32,767 s T32 T32, T96 10 ms 327,67 s T33 - T36 T33 - T36, T97 - T100 100 ms 3276,7 s T37 - T63 T37 - T63, T101 - T127 TONR 1 ms 32,767 s T0 T0, T64 10 ms 327,67 s T1 - T4 T1-T4, T65-T68 100 ms 3276,7 s T5 - T31 T5-T31, T69-T95 Có ph¸p khaib¸o Timer trong LAD vµ STL nh­ sau: LAD STL M« t¶ To¸n h¹ng Txx IN TON PT TON Txx + n Khai b¸o Timer sè hiÖu xx kiÓu TON ®Ó t¹o thêi gian trÔ tÝnh tõ khi ®Çu vµo IN ®­îc kÝch (cã møc 1). NÕu nh­ gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi lín h¬n hoÆc b»ng gi¸ trÞ ®¹t ®­îc PT th× T-bit co¸ gi¸ trÞ Logic b¨ng 1. Cã thÓ Reset Timer kiÓu TON b»ng lÖnh R hoÆc b»ng gi¸ trÞ Logic 0 ë ®Çu vµo IN. Txx (word): CPU 212: 32-63 CPU 214: 32-63 vµ 96-127 PT (wort): VW, T, C, IW…. N= 1 – 32762 (Sè nguyªn) Thêi gian trÔ T= PT3 ®é ph©n gi¶i * Counter: Couner lµ bé ®Õm thùc hiÖn chøc n¨ng ®Õm s­ên lªn cña xung. S7-200 cã hai lo¹i bé ®Õm: bé ®Õm tiÕn (CTU) vµ bé ®Õm tiÕn/lïi (CTUD). Bé ®Õm tiÕn ®Õm sè s­ên cña xung vµo, tøc lµ ®Õm sè lÇn thay ®æi tr¹ng th¸i Logic tõ 0 lªn 1 cña tÝn hiÖu. Sè s­ên xung ®Õm ®­îc ghi vµo thanh ghi 2 byte cña bé ®Õm gäi lµ thanh ghi C-word. Néi dung cña C-word, ®­îc gäi lµ gi¸ trÞ tøc thêi cña bé ®Õm, lu«n ®­îc so s¸nh víi gi¸ trÞ ®Æt tr­íc cña bé ®Õm., ký hiÖu lµ PV. Khi gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi b»ng hoÆc lín h¬n gi¸ trÞ ®Æt tr­íc th× bé ®Õm b¸o ra ngoµi b»ng c¸ch ®Æt gi¸ trÞ logic 1 vµo bit ®Æc biÖt cña nã, ®­îc gäi lµ C-bit. Tr­êng hîp gi¸ trÞ ®Õm cßn nhá h¬n gi¸ trÞ ®Æt tr­íc th× C-bit cã gi¸ trÞ logic 0. Kh¸c víi c¸c Timer, c¸c Counter ®Òu cã ch©n nèi víi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn xo¸ ®Ó thùc hiÖn ®Æt l¹i chÕ ®é khëi ph¸t ban ®Çu (reset) cho bé ®Õm, ®­îc ký hiÖu b»ng ch÷ c¸i R trong LAD, hay ®­îc quy ®Þnh lµ tr¹ng th¸i bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp trong STL. Bé ®Õm ®­îc reset khi tÝn hiÖu xo¸ nµy cã møc 1 hoÆc khi lÖnh R (reset) ®­îc thùc hiÖn víi C-bit. Khi bé ®Õm reset th× c¶ C-word vµ C-bit ®Òu nhËn gi¸ trÞ 0. Bé ®Õm tiÕn/lïi CTUD thùc hiÖn ®Õm tiÕn khi gÆp s­ên lªn cña xung vµo cæng ®Õm tiÕn, ký hiÖu lµ CU trong LAD hoÆc bit thø 3 ng¨n xÕp trong STL, vµ ®Õm lïi khi gÆp s­ên lªn cña xung vµo cæng ®Õm lïi, ký hiÖu lµ CD trong LAD hoÆc bit thø 2 ng¨n xÕp trong STL. ViÖc xo¸ bé ®Õm CTUD còng cã hai c¸ch t­¬ng tù nh­ bé ®Õm CTU. Có ph¸p khai b¸o Counter LAD vµ STL nh­ sau: LAD STL M« t¶ To¸n h¹ng Cxx CU CTU R PV CTU Cxx, +n Khai b¸o bé ®Õm tiÕn theo s­ên lªn cña tÝn hiÖu vµo cæng CU sè hiÖu xx kiÓu CTU. Khi gi¸ trÞ ®Õm tøc thêi C-word cña Cxx lín h¬n hoÆc b»ng gi¸ trÞ ®Æt tr­íc PV, C-bit (Cxx) cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. Bé ®Õm ngõng ®Õm khi C-word Cxx ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i 32767. Cxx (word): CPU 212: 0 – 47 CPU 214: 0 – 47 Vµ 80 – 127 PV (Word): VW, T, C, IW, n=1 – 32767 (sè nguyªn) Cxx CU CTUD CD R PV CTUD Cxx, + n Khai b¸o bé ®Õm tiÕn/lïi, ®Õm tiÕn theo s­ên lªn cña tÝn hiÖu ®Õn CU vµ ®Õm lïi theo s­ên len cña tÝn hiÖu ®Õn CD. Khi gi¸ trÞ tøc thêi C- word cña Cxx lín h¬n hoÆc b»ng gi¸ trÞ ®Æt tr­íc PV, C- bit (Cxx) cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. Bé ®Õm ®­îc reset khi ®Çu vµo R cã gi¸ trÞ logic 1. Bé ®Õm ngõng ®Õm tiÕn khi C- word Cxx ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i 32767 vµ ngõng ®Õm lïi khi C- word Cxx ®¹t gi¸ trÞ cùc tiÓu lµ - 32767. Cxx (word): CPU 212: 48 – 63 CPU 214: 48 – 79 PV (Word): VW, T, C, IW, n=1 – 32767 (sè nguyªn) Ký hiÖu Cxx cña bé ®Õm ®ång thêi còng lµ ®Þa chØ h×nh thøc cña C - word vµ cña C- bit. MÆc dï còng ®Þa chØ h×nh thøc, song C- word vµ C- bit vÉn ®­îc ph©n biÖt víi nhau nhê kiÓu lÖnh sö dông lµm viÖc víi kiÓu tõ hay kiÓu tiÕp ®iÓm (bit). VÝ dô: LD C48 // LÖnh lµm viÖc víi C-bit cña bé ®Õm C48. LDW >= C48 // LÖnh lµm viÖc víi C- word côa bé ®Õm C48. e. LÖnh so s¸nh lÖnh di chuyÓn néi dung « nhí vµ mét sè bit nhí ®Æc biÖt. * C¸c lÖnh so s¸nh: NÕu c¸c quyÕt ®Þnh vÒ ®iÒu khiÓn ®­îc thùc hiÖn khi cÇn cã sù so s¸nh th× cã thÓ sö dông lÖnh so s¸nh theo byte, tõ hay tõ kÐp (gi¸ trÞ thùc hoÆc nguyªn). Nh÷ng lÖnh so s¸nh th­êng lµ: so s¸nh nhá h¬n hoÆc b»ng (=). Khi so s¸nh c¸c gi¸ trÞ cña byte th× kh«ng cÇn ph¶i ®Ó ý ®Õn dÊu cña toµn h¹ng, ng­îc l¹i khi so s¸nh c¸c tõ hoÆc tõ kÐp víi nhau th× ph¶i ®Ó ý ®Õn dÊu cña c¸c toµn h¹ng lµ bit cao nhÊt trong tõ hoÆc tõ kÐp. KÕt qu¶ cña phÐp so s¸nh cã gi¸ trÞ b»ng 0 (nÕu ®óng) hoÆc 1 (nÕu sai) nªn cã thÓ sö dông kÕt hîp cïng víi c¸c lÖnh logic LD, A, O. §Ó t¹o ra ®­îc c¸c phÐp so s¸nh mµ S7 - 200 kh«ng cã lÖnh t­¬ng øng nh­: so s¸nh kh«ng b»ng nhau (), so s¸nh nhá h¬n (), cã thÓ t¹o ra ®­îc nhê dïng kÕt hîp lÖnh NOT víi c¸c lÖnh ®· cã (=, >= vµ ) gi÷a c¸c néi dung cña tõ VW100 vµ h»ng sè 50 b»ng c¸ch sö dông kÕt hîp c¸c phÐp tÝnh so s¸nh b»ng nhau. LDW = vµ lÖnh ®¶o NOT. LDW = VW 100, 50; LDW>= VW100,50; LDWNOT // () NOT // (<) NOT // (>) BiÓu diÔn c¸c lÖnh so s¸nh trong LAD: LAD M« t¶ To¸n h¹ng n1 = = B n2 n1 = = I n2 n1 = = D n2 n1 = = R n2 TiÕp ®iÓm ®ãng khi n1 = n2. B = Byte. I = Integer. D = Double Integer. R = Real. N1, n2: VB, IB, QB, MB (byte) SMB, AC, Const, *VD* , AC n1, n2: VW, T, C, IW (tõ) QW, MW, SMW, AC, AIW, H»ng sè, *VD* , *AC n1, n2: VD, ID, QD, MD, (tõ kÐp) SMD, AC, HC, H»ng sè, *VD* , *AC n1 > = B n2 n1 > = I n2 n1 > = D n2 n1 > = R n2 TiÕp ®iÓm ®ãng khi n1/n2. B = Byte. I = Integer. D = Double Integer. R = Real n1 < = B n2 n1 < = I n2 n1 < = D n2 n1 < = R n2 TiÕp ®iÓm ®ãng khi n1[ n2 B = Byte. I = Integer. D = Double Integer. R = Real LDB =, LDW = LDD =, LDR = LÖnh kiÓm tra b»ng nhau cña néi dung hai byte, tõ, tõ kÐp h¹¬c sè thùc. Trong tr­êng hîp phÐp so s¸nh cho kÕt qu¶ ®óng, bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp sÏ cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. LDB < =, LDW < = LDD < =, LDR < = LÖnh so s¸nh néi dung cña byte, tõ, tõ kÐp h¹¬c sè thùc thø nhÊt cã nhá h¬n hoÆc b»ng néi dung cña byte, tõ, tõ kÐp hoÆc sè thùc thø hai hay kh«ng. Trong tr­êng hîp phÐp so s¸nh cho kÕt qu¶ ®óng, bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. LDB > =, LDW > = LDD > =, LDR > = LÖnh so s¸nh néi dung cña byte, tõ, tõ kÐp hoÆc sè thùc thø nhÊt cã lín h¬n hoÆc b»ng néi dung cña byte, tõ, tõ kÐp hoÆc sè thùc thø hai hay kh«ng. Trong tr­êng hîp phÐp so s¸nh cho kÕt qu¶ ®óng, bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. AB =, AW = AD =, AR = LÖnh kiÓm tra tÝnh b»ng nhau cña néi dung hai byte, tõ, tõ kÐp hoÆc sè thùc. Trong tr­êng hîp phÐp so s¸nh cho kÕt qu¶ ®óng, sÏ thùc hiÖn phÐp tÝnh logic And gi÷a bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic 1. AB < =, AW < = AD < =, AR < = LÖnh so s¸nh néi dung cña byte, tõ, tõ kÐp hoÆc sè thùc thø nhÊt cã nhá h¬n hoÆc b»ng néi dung cña byte, tõ kÐp hoÆc sè thùc thø hai hay kh«ng. Trong tr­êng hîp phÐp so s¸nh cho kÕt qu¶ ®óng, sÏ thùc hiÖn phÐp tÝnh logic And gi÷a bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic 1. AB > =, AW > = AD > =, AR > = LÖnh so s¸nh néi dung cña byte, tõ, tõ kÐp hoÆc sè thùc thø nhÊt cã lín h¬n hoÆc b»ng néi dung cña byte, tõ, tõ kÐp hoÆc sè thùc thø hai hay kh«ng. Trong tr­êng hîp phÐp so s¸nh cho kÕt qu¶ ®óng, sÏ thùc hiÖn phÐp tÝnh logic And gi÷a bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic 1. OB =, OW = OD =, OR = LÖnh kiÓm tra tÝnh b»ng nhau cña néi dung hai byte, tõ, tõ kÐp hoÆc sè thùc. Trong tr­êng hîp phÐp so s¸nh cho kÕt qu¶ ®óng, sÏ thùc hiÖn phÐp tÝnh logic Or gi÷a bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic 1. OB < =, OW < = OD < =, OR < = LÖnh so s¸nh néi dung cña byte, tõ, tõ kÐp hoÆc sè thùc thø nhÊt cã nhá h¬n hoÆc b»ng néi dung cña byte, tõ, tõ kÐp hoÆc sè thùc thø hai hay kh«ng. Trong tr­êng hîp phÐp so s¸nh cho kÕt qu¶ ®óng, sÏ thùc hiÖn phÐp tÝnh logic Or gi÷a bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp víi gi¸ trÞ logic 1. OB > =, OW > = OD > =, OR > = g. C¸c lÖnh di chuyÓn néi dung « nhí vµ mét sè bÝt nhí ®Æc biÖt: * LÖnh di chuyÓn « nhí: STL LAD M« t¶ To¸n h¹ng MOVW IN OUT MOV-W EN IN Out LÖnh sao chÐp néi dung tõ ®¬n IN sang tõ ®¬n OUT IN, OUT (tõ ®¬n) VW, T, C, IW, QW * C¸c bÝt nhí ®Æc biÖt (th­êng sö dông khi lËp c¸c ch­¬ng tr×nh ®¬n gi¶n): ¤ nhí M« t¶ SM0.0 Lu«n cã gi¸ trÞ logic b»ng 1 SM0.1 Cã gi¸ trÞ logic b»ng 1 ë vßng quÐt ®Çu tiªn SM0.2 Bit b¸o d÷ liÖu bÞ thÊt l¹c (0-D÷ liÖu cßn ®ñ; 1-D÷ liÖu bÞ thÊt l¹c) SM0.3 Bit b¸o PLC ®­îc ®ãng nguån (1- ë vßng quÐt ®Çu tiªn, 0- ë vßng quÐt tiÕp theo) SM0.4 Ph¸t nhÞp 60 gi©y (0- cho 30 gi©y ®Çu, 1- cho 30 gi©y sau) SM0.5 Ph¸t nhÞp 1 gi©y (0- cho 0,5 gi©y ®Çu, 1- cho 0,5 gi©y sau) SM0.6 NhÞp vßng quÐt (1- cho vßng quÐt lu«n phiªn) SM0.7 BÝt chän chÕ ®é lµm viÖc cho PLC (0- TERM, 1-RUN) 2.3. S¬ ®å kÕt nèi vµo ra cña thiÕt bÞ PLC S7-200: Ð2 Ð1 Trong ®ã: §iÖn ¸p vµo 24V-DC (cã thÓ lÊy nguån ra cña PLC Sensor-Supply) cßn ®iÖn ¸p cÊp ë ®Çu ra tuú thuéc vµo phô t¶i nh­ng ®iÖn ¸p ®Þnh møc lµ 220V-AC. Khi sö dông c¸c Modun më réng th× cÇn ph¶i nu«i nguån cho nã víi ®iÖn ¸p 24V-DC c¶ phÝa ngá ra vµ ngá vµo. CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRẠM THU PHÍ GIAO THÔNG 1. Đặt vấn đề Trong tất cả các lĩnh vực từ kinh tế, chính trị, văn hoá, xã hội... Tự động hoá đã dần dần khẳng định được vai trò cực kì quan trọng và tất yếu của mình. Sự phát triển toàn diện của một xã hội luôn song hành với sự phát triển của khoa hoc công nghệ. Giao thông là một vấn đề quan trọng của xã hội và việc giải quyết vấn đề giao thông là một công việc mà toàn xã hội phải quan tâm. Hiện nay tại các trạm thu phí giao thông đường bộ số lượng nhân viên trực còn khá nhiều, xe qua trạm còn phải qua nhiều giai đoạn xử lí như mua vé, soát vé nên làm mất nhiều thời gian, giảm tốc độ lưu thông, gây ùn tắc. Chính vì điều này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế không cao và không văn minh. Xuất phát từ những yêu cầu của thực tiễn nên việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo trạm thu phí tự động là rất cần thiết và hữu ích. 2. Giới thiệu về công nghệ RFID RFID (Radio Frequency Identification) là hệ thống nhận dạng qua sóng Radio của hãng Siemens. RFID hoạt động trên nguyên tắc: Dữ liệu được chứa trong Chip nhớ (Tag/MDS), dữ liệu này được truyền thông với PC/PLC thông qua các module bao gồm: module reader và module ASM (Adapter Module). Hình 1. Nguyên l‎í làm việc của RFID Trong đó module reader cho phép trao đổi với chip nhớ thông qua việc thu phát nhờ có antenna tích hợp sẵn trong nó hoặc liên lạc với antenna rời qua cáp. Module ASM là module trung gian có chức năng như một bộ chuyển đổi, cho phép trao đổi thông tin giữa module reader và PC/PLC. Chip nhớ RF330T, RF350T, RF360T: Là một chip thông minh cho phép lưu trữ dữ liệu và trao đổi thông tin với bộ đọc. Các chip nhớ được sản xuất với những hình dáng khác nhau, đặc tính kỹ thuật khác nhau để phù hợp với yêu cầu thực tế của các hệ thống tự động. Module reader RF310R, RF340R, RF350R: Ngoài nhiệm vụ trao đổi thông tin với chip nhớ, module reader còn cung cấp nguồn cho chip nhớ hoạt động dưới dạng sóng radio. Module reader cũng được chế tạo với nhiều chủng loại khác nhau để phù hợp với yêu cầu công nghệ của các hệ thống tự động. Các module reader có các hình dạng như sau: Hình 3. Sơ đồ kết nối thiết bị ngoại vi với modul reader Hình 2. Cấu tạo của modul reader 1 - Đèn trạng thái 2 - Cổng kết nối với mạng Industrial Ethernet. 3 - Cổng kết nối RS422 4 - Cổng kết nối RS232 5 - Digital I/O Hình 4. Module ASM 6 - Nguồn cung cấp (24VDC) Module ASM: Cho phép liên kết giữa bộ đọc với PC/PLC thông qua mạng Profibus hoặc đường truyền RS232. 3. Ứng dụng công nghệ RFID vào trạm thu phí Công nghệ RFID được đưa vào trạm thu phí để thực hiện những công việc sau: Mỗi Chip nhớ sẽ chứa một mã số mang thông tin về xe và chủ xe đang lưu thông. Khi xe đi qua trạm thu phí thì đầu đọc được bố trí xung quanh trạm sẽ đọc mã số này và truyền về PC/PLC, sau đó mã số này sẽ được PC so sánh với mã số đã có sẵn trong cơ sở dữ liệu của máy tính. Sau đó toàn bộ thông tin về xe mang Chip nhớ tương ứng sẽ được Visual Basic đọc về máy tính và hiển thị lên giao diện HMI. Chương trình lúc này sẽ tự động đối chiếu các thông tin về xe và kiểm tra tài khoản của chủ xe. Nếu các thông tin là hợp lệ và số tiền trong tài khoản đủ cho chuyến đi thì chương trình Visual Basic sẽ tự động trừ số tiền qua trạm của xe tương ứng và đồng thời sẽ đưa tín hiệu điều khiển xuống PLC để điều khiển mở Barier cho phép xe qua trạm ngoài ra chương trình cũng gửi số tài khoản còn lại đến PLC để hiển thị cho chủ xe biết đồng thời xuất hóa đơn in các thông tin cần thiết. Ngược lại số tiền trong tài khoản không đủ cho chuyến đi hoặc các thông tin về xe không hợp lệ thì chương trình sẽ thông báo cho chủ xe biết thông qua bảng thông báo và xe đó không được phép qua trạm. Lúc này Barier ở cổng phụ sẽ được mở để xe vào bãi bên cạnh. Như vậy xe qua trạm sẽ bỏ qua được giai đoạn mua và soát vé đồng thời thời gian trao đổi dữ liệu giữa Chip nhớ và PC được diễn ra trong thời gian rất ngắn do đó sẽ giảm thời gian lưu thông của xe khi qua trạm. Hình 5. Sơ đồ bố trí antenna ở hai đầu trạm 4. Visual basic với truyền thông nối tiếp Có rất nhiều phần mềm lập trình hỗ trợ cho các ứng dụng truyền thông nối tiếp. Visual Basic là một trong hững phần mềm khá phổ biến và dễ sử dụng trong lĩnh vực này. Trong Visual Basic thiết lập chế độ điều khiển truyền thông nối tiếp MSComm bằng cách chọn Project - Component (Ctrl T) - Microsoft Comm Control 6.0, biểu tượng hình điện thoại tượng trưng cho MSComm hiện lên, khi cần sử dụng kéo biểu tương này vào trong Form chương trình. Có 2 cách để trao đổi thông tin: * Điều khiển sự kiện: Cách này sử dụng thuộc tính được hỗ trợ sẵn OnComm để bẫy các sự kiện . * Hỏi vòng: Để xác định sự kiện mới hoặc lỗi bằng các này ta kiểm tra các đặc tính ComEvent sau mỗi chu kì chương trình. Cách này không tối ưu vì máy tính cần có thời gian để thực hiện hỏi vòng và thường được sử dụng trong các ứng dụng đơn giản. Có 2 cách để cài đặt thông số cho cổng truyền thông: + Cài đặt trong chương trình ứng dụng. + Cài đặt trong Control Pannel: chọn Control Pannel/System/Device Manager/Port (Com B và LPT) Resourses. 5. Thuật toán truyền thông giữa máy tính và PLC BEGIN Maõ hoaù caùc nuùt leänh truyeàn döõ lieäu Kieåm tra vieäc truyeàn döõ lieäu Kieåm tra laïi chöông trình vaø thoâng baùo loãi Sai Ñuùng Truyeàn döõ lieäu ñeán PLC ComEvSend PLC nhaän tín hieäu xöû lyù vaø ñieàu khieån traïm thu phí Keát thuùc Hình 6. PC truyền dữ liệu đến PLC Keát thuùc Chaïy chöông trình moâ phoûng Ñuùng PC nhaän döõ lieäu ComEvReceive Ñoïc döõ lieäu töø boä ñeäm nhaän vaø xöû lyù döõ lieäu ñoù Ñeäm döõ lieäu vaøo boä ñeäm nhaän MSComm.Input = myInput Kieåm tra vieäc nhaän döõ lieäu BEGIN PC chôø döõ lieäu töø PLC Kieåm tra laïi chöông trình vaø thoâng baùo loãi Sai Hình 7. PC nhận dữ liệu từ PLC 6. Tính chọn thiết bị cho một trạm ở cấp trường Tại mỗi trạm thu phí như hiện nay, ngoài những thiết bị và cơ sở hạ tầng có sẵn thì khi Tự động hoá một trạm như hiện nay cần có thêm những thiết bị như sau: - Hai máy vi tính kết nối mạng LAN trong đó một máy có nhiệm vụ là xử lý thông tin về một xe nào đó khi qua trạm, máy vi tính đó được kết nối với PLC, máy in. Máy còn lại được kết nối với Camera có nhiệm vụ quan sát trạm. Và mạng cục bộ này được nối với Internet. - Hai Camera này có nhiệm vụ quan sát hai hướng của 2 làn đường ngược chiều nhau. - Bốn module reader, hai module ASM bố trí hai đầu trạm. - Ba máy in trong đó: một máy trong trạm có nhiệm vụ là in nhật ký của xe qua trạm khi có yêu cầu của chủ xe, hai máy còn lại được đặt ở hai làn đường có nhiệm vụ là biên lai cho chủ xe khi xe đi qua trạm. - PLC S7-200 CPU 226 và các phụ kiện kèm theo như cáp kết nối bộ chuyển đổi PC/PPI. - Một máy phát điện dự phòng. - Hai bộ Kit có kết nối máy tính để hiển thị các dòng thông báo, cảnh báo và số tiền còn lại cho chủ xe biết. - Sáu động cơ trong đó: 4 động cơ làm nhiệm kéo cửa để đưa các xe vi phạm hoặc hết tiền vào bãi đậu xe vi phạm, 2 động cơ còn lại dùng cho Barier 2 đầu làn xe môtô và cơ giới để khi có xe vi phạm được đưa vào bãi đậu xe vi phạm thi đóng Barier này lại. Hình 8. Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị tại trạm có 2 làn xe Barie Barie Phòng giám sát và điều khiển Camera Camera Printer Printer Hướng xe vào trạm Hướng xe vào trạm Làn đường dành cho xe môtô và cơ giới Làn đường dành cho xe môtô và cơ giới Barie Barie A A A B B B Bãi đổ xe vi phạm Bãi đổ xe vi phạm Cửa vào của xe vi phạm A B B A Cửa vào của xe vi phạm 7. Thiết kế phần mềm HMI quản lý: cho phép nhân viên trực trạm dễ dàng giám sát được các thông tin về xe đến và chủ xe. Đồng thời có thể mở Barier qua nút nhấn "Barier" trên giao diện để cho phép xe chưa đăng ký dịch vụ qua trạm. HMI đăng ký: cho phép nhân viên trực trạm cập nhật thêm thành viên mới vào dịch vụ. Nếu như đã có mã số nào đã đăng ký thì sẽ có một Message Box hiện lên thông báo cho nhân viên trực trạm biết đã tồn tại mã số này. Hình 9. HMI quản lý Hình 10. HMI đăng ký Hình 12. Biên lai xe qua trạm Hình 11. HMI hủy đăng ký Hình 14. HMI nhaät kí xe qua traïm Hình 13. HMI cập nhật tài khoản Hình 15. HMI xử lý xe vi phạm và hết tài khoản HMI cập nhật tài khoản: Cho phép chủ xe nạp thêm tiền vào tài khoản của mình. Để nạp tiền vào tài khoản nhân viên trực trạm nhấn vào nút "CẬP NHẬT", một Message Box hiện lên thông báo yêu cầu nhập mã số, sau đó chương trình sẽ tự động cập nhật vào tài khoản số tiền mà chủ xe nạp. HMI huỷ đăng ký: cho phép nhân viên trực trạm huỷ đăng ký dịch vụ của 1 xe nào đó theo yêu cầu của chủ xe trong trường hợp mất xe hoặc bán xe. Ngoài ra ở HMI quản lý còn cho phép nhân viên trực trạm có thể tìm kiếm thông tin 1 xe nào đó khi được yêu cầu. HMI nhật kí xe qua trạm: cho phép nhân viên trực trạm có thể cho biết số lần một xe nào đó đã qua trạm, thời gian nạp lần tiền gần nhất, tài khoản còn lại khi có yêu cầu của chủ xe nào đó. HMI xử lý xe vi phạm và xe hết tài khoản: HMI này chỉ xuất hiện khi nhân viên chọn chế độ vận hành hệ thống bằng tay. Như vậy khi có xe vi phạm hoặc là xe hết tài khoản đi vào trạm thì HMI này sẽ tự động xuất hiện để chờ lệnh của nhân viên vận hành trạm. Sau khi nhân viên trực trạm nhấn vào nút “MỞ”, lúc đó 2 cửa phía tương ứng có xe vi phạm hay hết toàn khoản sẽ mở ra để xe đi vào bãi đỗ xe vi phạm. Đồng thời lúc này Barier ở làn đường dành cho xe môtô và xe cơ giới cùng phía sẽ tự động đóng lại. Sau khi xe vi phạm đã được đưa vào bãi đổ xe thì lúc đó Barier ở làn đường dành cho xe môtô và xe cơ giới sẽ tự động mở ra để cho việc lưu thông được tiếp tục. 8. Kết luận Trạm thu phí giao thông đường bộ sử dụng công nghệ RFID, bộ điều khiển Logic khả lập trình PLC, giao diện HMI thân thiện sử dụng phần mềm lập trình hướng đối tượng Visual Basic cho phép dễ dàng lắp đặt và vận hành tại các trạm thu phí hiện nay.