chuong_4_5633

Chương 4 PLC S7 200 24 Chương 4 C U TRÚC PLC S7 200 4 1 Các khái niệm cơ bản về PLC S7 200 Các thành phần của một PLC S7 200 thường có các modul phần cứng sau 1 Modul nguồn 2 Modul đơn vị xử lý trung[.]

Chương 4: PLC S7-200 Chương C U TRÚC PLC S7-200 4.1 Các khái niệm PLC S7-200: Các thành phần PLC S7-200 thường có modul phần cứng sau: Modul nguồn Modul đơn vị xử lý trung tâm Modul nhớ chương trình liệu Modul đầu vào Modul đầu Modul phối ghép (để hỗ trợ cho vấn đề truyền thông nội bộ) Modul chức (để hỗ trợ cho vấn đề truyền thông mạng) Panel lập trình, vận hành, giám sát Bộ nhớ chương trình Khối ngõ vào Bộ nhớ liệu Đơn vị xử lý trung tâm Nguồn Khối ngõ Quản lý việc phối ghép Hình 4.1: mơ hình tổng qt PLC S7-200 4.1.1 PLC hay PC: Để thực chương trình điều khiển số yêu cầu PLC phải có tính máy tính (PC) • CPU (đơn vị xử lý trung tâm) 24 Chương 4: PLC S7-200 • Bộ nhớ (RAM, EEPROM, EPROM, ), nhớ mở rộng • Hệ điều hành • Port vào/ra (giao tiếp trực tiếp với thiết bị điều khiển) • Port truyền thông (trao đổi thông tin với môi trường xung quanh) • Các khối chức đặc biệt như: T, C, khối chuyên dụng khác 4.1.2 So sánh với hệ thống điều khiển khác: Điều khiển Với chức lưu trữ : Tếp xúc vật lý Bộ nhớ khả lập trình Quy trình cứng Quy trình mềm Khơng thay đổi Thay đổi Khả lập trình tự Bộ nhớ thay đổi Liên kết cứng Liên kết phích cắm RAM EEPROM ROM EPROM Rơle, linh kiện điện tử, mạch điện tử, thuỷ khí PLC xử lý bit PLC xử lý từ ngữ Hình 4.2: đặc trưng lập trình loại điều khiển PLC có ưu điểm vượt trội so với hệ thống điều khiển cổ điển rơle, mạch tổ hợp điện tử, IC số • Thiết bị cho phép thực linh họat thuật toán điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình • Bộ điều khiển số nhỏ gọn • Dễ dàng trao đổi thong tin vơúi môi trường xung quanh như: TD(text display), OP (operation), PC, PG hay mạng truyền thông công nghiệp, kể mạng internet • Thực chương trình liên tục theo vòng quét 4.2 Cấu trúc phần cứng PLC: Vẽ sơ đồ cấu trúc đây, copy hình đồ án 4.2.1 Đơn vị xử lý trung tâm (CPU Central Procesing Unit): 25 Chương 4: PLC S7-200 Thường PLC có đơn vị xử lý trung tâm, ngồi cịn có số loại lớn có tới hai đơn vị xử lý trung tâm dùng để thực chức điều khiển phức tạp quan trọng gọi hot standbuy hay redundant a) Đơn vị xử lý "một -bit": Thích hợp cho ứng dụng nhỏ, đơn logic ON/OFF, thời gian xử lý dài, kết cấu đơn giản nên giá thành hạ thị trường chấp nhận b) Đơn cị xử lý "từ - ngữ": • Xử lý nhanh thơng tin số, văn bản, phép tính, đo lường, đánh giá, kiển tra • Cấu trúc phằn cứng phức tạp nhiều • Giá thành cao * Nguyên lý hoạt động: - Thơng tin lưu trữ nhớ chương trình → gọi (do điều khiển kiểm sốt đếm chương trình đơn vị xử lý trung tâm khống chế) - Bộ xử lý liên kết tín hiệu (dữ liệu) đơn lẻ (theo quy định - thuật tốn điều khiển) → rút kết qủa lệnh cho đầu - Sự thao tác chương trình qua chu trình đầy đủ sau lại bắt đầu lại từ đầu → thời gian gọi "thời gian quét" - Đo thời gian mà xử lý xử lý kbyte chương trình để làm tiêu đánh giá PLC ⇒ Như vi xử lý định khả chức PLC Bảng 4.1: so sánh vi xử lý bít vi xử lý từ ngữ Bộ xử lý từ - ngữ Bộ xử lý - bit Xử lý trực tiếp tín hiệu đầu vào Các tín hiệu vào/ra (địa đơn) địa hố thơng qua từ ngữ Cung cấp lệnh nhỏ hơn, thông Cung cấp tập lệnh lớn hơn, đòi hỏi thường địng có/ phải cớ kiến thức vi tính không Ngôn ngữ đầu vào đơn giản, không Ngôn ngữ đầu vào phức tạp dùng cần kiến thức tính tốn cho việc cung cấp lệnh lớn Khả hạn ché việc xử lý Thu thập xử lý liệu số liệu số (khơng có chức tốn học logic) Chương trình thực liên tiếp, Các q trình thời gian tới hạn khơng bị gián đoạn, thời gian địa hoá qua lệnh gián chu trình tương đối dài đoạn chuyển đổi điều khiển khẩn cấp Chỉ phối với máy tính đơn Phối ghép với máy tính hệ giản thống máy tính Khả xử lý tín hiệu tương Xử lý tín hiệu tương tự đầu tự bị hạn chế vào đầu 26 Chương 4: PLC S7-200 4.2.3 B nh : Bao gồm RAM, ROM, EEPROM Một nguồn điện dự phòng cần thiết cho RAM để trì liệu nguồn điện Bộ nhớ thiết kế thành dạng modul phép dễ dàng thích nghi với chức điều khiển với kích cỡ khác Muốn rộng nhứo cần cắm thẻ nhớ vào rãnh cắm chờ sẵn modul CPU 4.2.4 Khối vào/ ra: Hoạt động xử lý tín hiệu bên PLC: 5VDC, 15VDC (điện áp cho họ TTL & CMOS) Trong tín hiệu điều khiển bên ngồi lớn khoảng 24VDV đến 240VDC hay 110VAC đến 220VAC vói dịng lớn Khối giao tiếp vào có vai trị giao tiếp mạch vi điên tử PLC với mạch cơng suất bên ngồi.Thực chuyển mức điện áp tín hiệu cách ly mạch cách ly quang (Opto-isolator) khối vào Cho phép tín hiệu nhỏ qua ghim tín hiệu có mức cao xuống mức tín hiệu chuẩn Tác dụng chống nhiễu tốt chuyển công tắc bảo vệ áp từ nguồn cung cấp điện lên đến điện áp 1500V • Ngõ vào: nhận trực tiếp tín hiệu từ cảm biến • Ngõ ra: transistor, rơle hay triac vật lý 4.2.5 Thiết bị lập trình: Có loại thiết bị lập trình • Các thiết bị chuyên dụng nhóm PLC hãng tương ứng • Máy tính có cài đặt phần mềm công cụ lý tưởng.\ 4.2.6 Rơle: Rơle nhớ bít, có tác dụng rơle phụ trợ vật lý mạch điều khiển dùng rơle truyền thống gọi rơ le logic Theo thuật ngữ máy tính rơle cịn gọi cờ, kí hiệu M Có nhiều loại rơle khảo sát kỹ đới với loại PLC hãng 4.2.7 Modul quản lý việc phối ghép: Dùng để phốii ghép PLC với thiết bị bên ngồi máy tính, thiết bị lập trình, bảng vận hành mạng truyền thơng công nghiệp 4.2.8 Thanh ghi (Register): nhớ 16 bit hay 32 bit để lưu trữ tạm thời PLC thực q trình tính tốn - Thanh ghi chốt (Latch register) trì nội dung chồng lên nội dung - Thanh ghi chuyên dùng (Special register) - Thanh ghi tập tin hay ghi nhớ chương trình (Program memory registers) - Thanh ghi điều chỉnh giá trị từ biến trở bên (External adjusting register) - Thanh ghi mục (Index register) 4.2.9 Bộ đếm (Counter): kí hiệu C a) Phân loại: tín hiệu đầu vào - Bộ đếm lên - Bộ đếm xuống - Bộ đếm lên - xuống, đếm có cờ chuyên dụng chọn chiều đếm - Bộ đếm pha phụ thuộc vào lệch pha hai tín hiệu xung kích - Bộ đếm tốc độ cao (high speed counter), xung kích có tần số cao khoảng vài kZ đến vài chục kZ b) Phân loại: theo kích thước ghi chức đếm 27 Chương 4: PLC S7-200 - Bộ đếm 16 bit: thường đếm chuẩn, có giá trị đếm khoảng -32768 ÷ 32767 - Bộ đếm 32 bit: đếm chuẩn thường đếm tốc độ cao - Bộ đếm chốt: trì nội dug đếm PLC bị điện 4.2.10 Bộ định (times): kí hiệu T, dùng để định kiện có quan tâm đến vấn đề thời gian, địng PLC gọi định logic Việc tỏ chức định thực chất đếm xung với chu ký thay đổi chu kỳ xung tính đơn vị milis gọi độ phân giải Tham số định khoảng thời gian định thì, tham số biến hằng, nhập vào số nguyên 4.3.Giới thiệu số nhóm PLC Siemens Siemens: có ba nhóm • CPU S7 200: CPU 21x: 210; 212; 214; 215-2DP; 216 CPU 22x: 221; 222; 224; 224XP; 226; 226XM • CPU S7300: • CPU S7400: 4.4 Tổng quan họ PLC S7-200 hãng Siemens: Có hai series: 21x (loại cũ khơng cịn sản xuất nữa) 22x (loại mới) Về mặt tính loại có ưu điểm nhiều.Bao gồm loại CPU sau: 221, 222, 224, 224XP, 226, 226XM CPU 224XP có hỗ trợ analog I/O onboard port truyền thông Bảng 4.2: Các loại CPU S7-200 28 Chương 4: PLC S7-200 Bảng 4.3: So sánh thông số đặc điểm kỹ thuật series 22x Bảng 4.4: Mã số thông số điện áp nguồn I/O 29 Chương 4: PLC S7-200 Bảng 4.5: Các thơng số cơng suất tiêu thụ dịng điện I/O 4.5 Cấu trúc phần cứng S7-200: 4.5.1 Hình dáng bên ngồi: Các đèn trạng thái: • Đèn RUN-màu xanh: Chỉ định PLC chế độ làm việc thực chương trình nạp vào nhớ chương trình • Đèn STOP-màu vàng: Chỉ định PLC chế độ STOP, dừng chương trình thực lại (các đầu chế độ off) • Đèn SF-màu đỏ, đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng có nghĩa lỗi phần cứng hệ điều hành Ở cần phân biệt rõ lỗi hệ thống với lỗi chương trình người dùng, lỗi chương trình người dùng CPU khơng thể nhận biết trước download xuống CPU, phần mềm lập trình làm nhiệm vụ kiểm tra trước dịch sang mã máy 30