Lập trình PLC điều khiển máy bán nước tự động

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT CHƯƠNG I DẪN NHẬP I Đặt vấn đề Tự động ngày đóng vai trò quan trọng đời sống công nghiệp Ngày ngành tự động phát triển tới trình độ cao nhờ tiến lý thuyết điều khiển tự động, ngành khác điện tử, tin học, … Nhiều hệ thống điều khiển đời, phát triển mạnh có khả phục vụ rộng điều khiển PLC Sở dó thế, PLC có nhiều ưu điểm bậc so điều khiển khác : ƒ Đơn giản, dể dàng thay đổi, lập trình ƒ Tin cậy môi trường công nghiệp ƒ Cạnh tranh giá thành với diều khiển khác Cuối thập niên 60 xuất khái niệm PLC phát triển nhanh Năm 1974 PLC sử dụng nhiều xử lý : mạch định thời, đếm, dung lượng nhớ đến 12KB có 1024 điểm nhập xuất Năm 1976 giới thiệu hệ thống đưa tín hiệu vào từ xa Năm 1977 PLC dùng đến vi xử lý Năm1980 phát triển khối nhập xuất thông minh nâng cao điều khiển thuận lợi qua viễn thông, nâng cao việc phát triển phần mềm, dùng máy tính cá nhân lập trình Đến năm 1985 thành lập mạng PLC Riêng nước ta tới hành rào thuế quan khu vực loại bỏ, kinh tế mở cửa hợp tác với nước Trước tình hình đó, công nghiệp gặp không khó khăn nhiều dây chuyền có công nghệ lạc hậu Để có chổ đứng mạnh thương trường, nhà nước đặc biệt trọng đến ứng dụng phát triển tự động sản xuất, nhằm nâng cao suất, chất lượng sản phẩm hạ giá thành Một phương án tốt sử dụng rộng thay hệ thống điếu khiển PLC Để phát triển mạnh nữa, nhiệm vụ đặt hàng đầu đào tạo chuyên gia tự động điều khiển nói chung PLC nói riêng Là kỹ sư điện công nghiệp, công việc gắn liền với điều khiển, vận hành hệ thống sản xuất Như vậy, hiểu biết PLC tạo nhiều thuận lợi để làm việc tốt Khi ngồi ghế nhà trường, việc tìm hiểu, nghiên cứu để nắm vững phương pháp lập trình PLC có ý nghóa điều kiện tốt học hỏi, tích lũy kinh nghiệm II Giới hạn đề tài Do hạn chế thời gian, tài liệu tham khảo nhiều điều kiện khách quan khác nhau, nên đề tài nghiên cứu nội dung sau : ƒ Thiết lập lưu đồ điều khiển ƒ Lập trình điều khiển PLC SIMATIC S7-200 CPU 214 ƒ Xây dựng mô hình điều khiển ƒ Kết nối PLC với mô hình Nhưng nội dung trọng tâm phần lập trình SVTH: LÊ THÀNH T M LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP III GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Mục đích nghiên cứu Qua thời gian dài nghiên cứu lý thuyết PLC tập lệnh SIMATIC S7-200, thân nhận thấy cần học hỏi nhiều phương pháp lệnh trình, kinh nghiệm khắc phục cố chạy chương trình Với đề tài tốt nghiệp điều kiện tốt giúp ích nhiều trình học hỏi Mục đích nghiên cứu để làm quen với thực tế, thấy mối quan hệ lý thuyếùt thực tiễn.”Lập trình PLC điều khiển máy bán nước tự động” điều quan trọng cần rút sau trình thực cách thức trình tự giải vấn đề đặt trước phương pháp lập trình thấy khả ứng dụng PLC công nghiệp SVTH: LÊ THÀNH T M LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT CHƯƠNG II GIỚI THIỆU BỘ PLC CỦA SIMATIC S7-200 I Tổng quát PLC Giới thiệu PLC PLC viết tắt Programmable Logic Controller , thiết bị điều khiển lập trình (khả trình) cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình Người sử dụng lập trình để thực loạt trình tự kiện Các kiện kích hoạt tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC qua hoạt động có trễ thời gian định hay kiện đếm Một kiện kích hoạt thật sự, bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên gọi thiết bị vật lý Một điều khiển lập trình liên tục “lặp” chương trình “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ngõ vào xuất tín hiệu ngõ thời điểm lập trình Để khắc phục nhược điểm điều khiển dùng dây nối ( điều khiển Relay) người ta chế tạo PLC nhằm thỏa mãn yêu cầu sau : ♦ Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học ♦ Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa ♦ Dung lượng nhớ lớn để chứa chương trình phức tạp ♦ Hoàn toàn tin cậy trog môi trường công nghiệp ♦ Giao tiếp với thiết bị thông minh khác : máy tính , nối mạng , môi Modul mở rộng ♦ Giá cá thể cạnh tranh Các thiết kế nhằm thay cho phần cứng Relay dây nối Logic thời gian Tuy nhiên ,bên cạnh việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ tính dể dàng cho PLC mà bảo đảm tốc độ xử lý giá … Chính điều gây quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC công nghiệp Các tập lệnh nhanh chóng từ lệnh logic đơn giản đến lệnh đếm , định thời , ghi dịch … sau chức làm toán máy lớùn … Sự phát triển máy tính dẫn đến PLC có dung lượng lớn , số lượng I / O nhiều Trong PLC, phần cứng CPU chương trình đơn vị cho trình điều khiển xử lý hệ thống Chức mà điều khiển cần thực xác định chương trình Chương trình nạp sẵn vào nhớ PLC, PLC thực viêïc điều khiểûn dựa vào chương trình Như muốn thay đổi hay mở rộng chức qui trình công nghệ , ta cần thay đổi chương trình bên nhớ PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức thực cách dể dàng mà không cần can thiệp vật lý so với dây nối hay Relay SVTH: LÊ THÀNH T M LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Cấu trúc , nguyên lý hoạt động PLC a Cấu trúc Tất PLC có thành phần : Một nhớ chương trình RAM bên ( mở rộng thêm số nhớ EPROM ) Một vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC Các Modul vào /ra Bên cạnh đó, PLC hoàn chỉnh kèm thêm môït đơn vị lập trình tay hay máy tính Hầu hết đơn vị lập trình đơn giản có đủ RAM để chứa đựng chương trình dạng hoàn thiện hay bổ sung Nếu đơn vị lập trình đơn vị xách tay , RAM thường loại CMOS có pin dự phòng, chương trình kiểm tra sẳn sàng sử dụng truyền sang nhớ PLC Đối với PLC lớn thường lập trình máy tính nhằm hổ trợ cho việc viết, đọc kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458, … b Nguyên lý hoạt động PLC ™ Đơn vị xử lý trung tâm CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chương trình , đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ phát tới thiết bị liên kết để thực thi Và toàn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ ™ Hệ thống bus song : Hệ thống Bus tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song Address Bus : Bus địa dùng để truyền địa đến Modul khác Data Bus : Bus dùng để truyền liệu Control Bus : Bus điều khiển dùng để truyền tín hiệu định điểu khiển đồng hoạt động PLC Trong PLC số liệu trao đổi vi xử lý modul vào thông qua Data Bus Address Bus Data Bus gồm đường, thời điểm cho phép truyền bit byte cách đồng thời hay song song Nếu môït modul đầu vào nhận địa Address Bus , chuyển tất trạnh thái đầu vào vào Data Bus Nếu địa byte đầu xuất Address Bus, modul đầu tương ứng nhận liệu từ Data bus Control Bus chuyển tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động PLC Các địa số liệu chuyển lên Bus tương ứng thời gian hạn chế Hêï thống Bus làm nhiệm vụ trao đổi thông tin CPU, nhớ I/O Bên cạch đó, CPU cung cấp xung Clock có tần số từ 1÷8 MHZ Xung định tốc độ hoạt động PLC cung cấp yếu tố định thời, đồng hồ hệ thống SVTH: LÊ THÀNH T M LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT ™ Bộ nhớ PLC thường yêu cầu nhớ trường hợp : Làm định thời cho kênh trạng thái I/O Làm đệm trạng thái chức PLC định thời, đếm, ghi Relay Mỗi lệnh chương trình có vị trí riêng nhớ, tất vị trí nhớ đánh số, số địa nhớ Địa ô nhớ trỏ đến đếm địa bên vi xử lý Bộ vi xử lý giá trị đếm lên trước xử lý lệnh Với địa , nội dung ô nhớ tương ứng xuất đấu ra, trình gọi trình đọc Bộ nhớ bên PLC tạo bỡi vi mạch bán dẫn, vi mạch có khả chứa 2000 ÷ 16000 dòng lệnh , tùy theo loại vi mạch Trong PLC nhớ RAM, EPROM sử dụng RAM (Random Access Memory ) nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nội dung lúc Nội dung RAM bị nguồn điện nuôi bị Để tránh tình trạng PLC trang bị pin khô, có khả cung cấp lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM dùng để khởi tạo kiểm tra chương trình Khuynh hướng dùng CMOSRAM nhờ khả tiêu thụ thấp tuổi thọ lớn EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) nhớ mà người sử dụng bình thường đọc không ghi nội dung vào Nội dung EPROM không bị mất nguồn , gắn sẵn máy , nhà sản xuất nạp chứa hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng không muốn mở rộng nhớ dùng thêm EPROM gắn bên PLC Trên PG (Programer) có sẵn chổ ghi xóa EPROM Môi trường ghi liệu thứ ba đóa cứng hoạc đóa mềm, sử dụng máy lập trình Đóa cứng hoăïc đóa mềm có dung lượng lớn nên thường dùng để lưu chương trình lớn thời gian dài Kích thước nhớ : ♦ Các PLC loại nhỏ chứa từ 300 ÷1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo ♦ Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K ÷ 16K, có khả chứa từ 2000 ÷16000 dòng lệnh Ngoài cho phép gắn thêm nhớ mở rộng RAM , EPROM ™ Các ngỏ vào I / O Các đường tín hiệu từ cảm biến nối vào modul ( đầu vào PLC ) , cấu chấp hành nối với modul ( đầu PLC ) Hầu hết PLC có điện áp hoạt động bên 5V , tín hiêïu xử lý 12/24VDC 100/240VAC Mỗi đơn vị I / O có địa chỉ, hiển thị trạng thái kênh I / O cung cấp bỡi đèn LED PLC , điều làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dể dàng đơn giản SVTH: LÊ THÀNH T M LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Bộ xử lý đọc xác định trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực việc đóng hay ngắt mạch đầu Các hoạt động xử lý bên PLC a Xử lý chương trình Khi chương trình nạp vào nhớ PLC , lệnh vùng địa riêng lẻ nhớ PLC có đếm địa bên vi xử lý, chương trình bên nhớ vi xử lý thực cách lệnh một, từ đầu cuối chương trình Mỗi lần thực chương trình từ đầu đến cuối gọi chu Thời gian thực chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý PLC độ lớn chương trình Một chu lỳ thực bao gồm ba giai đoạn nối tiếp : ♦ Đầu tiên, xử lý đọc trạng thái tất đầu vào Phần chương trình phục vụ công việc có sẵn PLC gọi hệ điều hành ♦ Tiếp theo, xử lý đọc xử lý lệnh chương trình Trong ghi đọc xử lý lệnh, vi xử lý đọc tín hiệu đầu vào, thực phép toán logic kết sau xác định trạng thái đầu ♦ Cuối cùng, vi xử lý gán trạng thái cho đầu modul đầu b Xử lý xuất nhập Gồm hai phương pháp khác dùng cho việc xử lý I / O PLC : ™ Cập nhật liên tục Điều đòi hỏi CPU quét lệnh ngỏ vào (mà chúng xuất chương trình ), khoảng thời gian Delay xây dựng bên để chắn có tín hiệu hợp lý đọc vào nhớ vi xử lý Các lệnh ngỏ lấùy trực tiếp tới thiết bị Theo hoạt động logic chương trình , lệnh OUT thực ngỏ cài lại vào đơn vị I / O, nên chúng giữ trạng thái lần cập nhật ™ Chục ảnh trình xuất nhập Hầu hết PLC loại lơn có vài trăm I / O, CPU xử lý lệnh thời điểm Trong suốt trình thực thi, trạng thái ngõ nhập phải xét đến riêng lẻ nhằm dò tìm tác động chương trình Do yêu cầu relay 3ms cho ngõ vào, nên tổng thời gian cho hệ thống lấy mẫu liên tục trở nên dài tăng theo số ngõ vào Để làm tăng tốc độ thực thi chương trình, ngõ I / O cập nhật tới vùng đặc biệt chương trình Ở đây, vùng RAM đặc biệt dùng đệm lưu trạng thái logic điều khiển đơn vị I / O Mỗi ngõ vào có địa I / O RAM Suốt trình copy tất trạng thái vào I / O RAM Quá trình xảy chu kỳ chương trình (từ Start đến End ) Thời gian cập nhật tất ngõ vào phụ thuộc vào tổng số I/O copy tiêu biểu vài ms Thời gian thực thi chương trình phụ thuộc vào chiều dài chương trình điều khiển tương ứng lệnh khoảng từ 1÷10 μs SVTH: LÊ THÀNH T M LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP II GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT PLC SIMATIC S7-200 CPU 214 Cấu trúc phần cứng CPU 214 S7-200 thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ Hãng SIEMNS (CHLB Đức) có cấu trúc theo kiểu Modul có modul mở rộng Các modul sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác Thành phần S7-200 khối vi xử lý CPU-214 ♦ CPU-214 bao gồm 14 ngõ vào 10 ngõ ra, có khả thêm modul mở rộng ♦ 2.048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc / ghi non-volatile để lưu chương trình (vùng nhớ có giao diện với EEPROM) ♦ 2.048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc kiểu đọc ghi để lưu liệu, 512 từ đầu thuộc miền non-volatile ♦ Tổng số ngõ vào / cực đại 64 ngõ vào 64 ngõ ♦ 128 Timer chia làm loại theo độ phân giải khác nhau: Timer 1ms, 16 Timer 10ms 108 Timer 100ms ♦ 128 đếm chia làm loại: đếm tiến vừa đếm tiến vừa đếm lùi ♦ 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái đặt chế độ làm việc ♦ Các chế độ xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên xuống, ngắt thời gian, ngắt đếm tốc độ cao ngắt truyền xung ♦ đếm tốc độ cao với nhịp 2Khz Khz ♦ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO kiểu PWM ♦ điều chỉnh tương tự ♦ Toàn vùng nhớ không bị liệu khoảng thời gian 190 kể từ PLC bị nguồn cung cấp Các đèn báo S7-200 CPU214 ♦ SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng ♦ RUN (đèn xanh): Đèn xanh RUN định PLC chế độ làm việc thực chương trình nạp vào máy ♦ STOP (đèn vàng): Đèn vàng STOP định PLC chế độ dừng chương trình thực lại ™ Cổng vào ♦ Ix.x (đèn xanh): Đèn xanh cổng vào báo hiệu trạng thái tức thời cổng Ix.x Đèn báo hiệu trạng thái tín hiệu theo giá trị Logic công tắc ♦ Qx.x (đèn xanh): Đèn xanh cổng báo hiệu trạng thái tức thời cổng Qx.x Đèn báo hiệu trạng thái tín hiệu theo giá trị logic cổng SVTH: LÊ THÀNH TA M LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT ™ Chế độ làm việc PLC có chế độ làm việc: ♦ RUN: cho phép PLC thực chương trình nhớ, PLC chuyển từ RUN sang STOP máy có cố chương trình gặp lệnh STOP ♦ STOP: Cưởng PLC dừng chương trình chạy chuyển sang chế độ STOP ♦ TERM: Cho phép máy lập trình tự định chế độ hoạt động cho PLC RUN STOP ™ Cổng truyền thông S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình với trạm PLC khác Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI 9600 baud Tốc độ truyền cung cấp PLC theo kiểu tự 300 ÷38.400 baud Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG702 loại máy lập trình thuộc họ PG7xx dùng cáp nối thẳng MPI Cáp 1đó kèm với máy lập trình Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC / PPI với chuyển đổi RS232 / RS485 Chaân ····· ···· 6 Giải thích Đất 24 VDC Truyền nhận liệu Không sử dụng Đất VDC (điện trở 100Ω) 24 VDC (120 mA tối đa) Truyền nhận liệu Không sử dụng Cấu trúc nhớ Bộ nhớ S7-200 chia thành vùng với tụ có nhiệm vụ trì liệu khoảng thời gian định nguồn Bộ nhớ S7-200 có tính động cao, đọc, ghi toàn vùng, loại trừ bit nhớ đặc biệt SM (Special memory) truy nhập để đọ EEPROM Tụ Chương trình Tham số Chương trình Tham số MIỀN NHỚ NGOÀI Chương trình Tham số SVTH: LÊ THÀNH TA M LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Dữ liệu Vùng đối tượng Dữ liệu Dữ liệu ♦ Vùng chương trình Là nguồn nhờ sử dụng để lưu giữ lệnh chương trình Vùng thuộc kiểu nonvolatile đọc / ghi ♦ Vùng tham số Là miền lưu giữ tham số như: từ khóa, địa trạm, … giống vùng chương trình, thuộc kiểu non-volatile đọc / ghi ♦ Vùng liệu Là miền nhớ động sử dụng để cất giữ liệu chương trình Nó truy cập theo bít, byte, từ đơn (W-Word) theo từ kép (DW_ Double Word), vùng liệu chia thành miền nhớ nhỏ với công dụng khác Chúng ký hiệu chữ đầu theo từ tiếng Anh, đặc trưng cho công dụng riêng chúng sau: V : Variable Memory I : Input image register O : Output image regiter M : Internal Memory bits SM : Special Memory bits Tất miền truy nhập theo bít, byte, từ (word) từ kép (double word) ♦ Vùng đối tượng Bao gồm ghi Timer, đếm tốc độ cao, đệm vào ra, ghi AC Vùng không thuộc kiểu Non-Volatile đọc / ghi Mở rộng cổng vào CPU 214 cho phép mở rộng nhiều Modul Các modul mở rộng tương tự mở rộng cổng vào PLC cách ghép nối thêm vào modul mở rộng phía bên phải CPU, làm thành móc xích Địa vị trí modul xác định kiểu Ví dụ modul cổng gán địa modul cổng vào, modul tương tự có địa modul số ngược lại Các modul mở rộng số hay tương tự chiếm chổ đệm, tương tự với số đầu vào/ra modul Sau địa số modul mở rộng CPU214 CPU214 Modul Modul Modul Modu3 Modul 4vaøo/4a vào 3vào/1a 3vào/1a SVTH: LÊ THÀNH T M LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Analog I0.0 Q0.0 I2.0 I3.0 AIW Q3.0 AIW8 I0.1 Q0.1 I2.1 I3.1 AIW Q3.1 AIW12 I0.2 Q0.2 I2.2 I3.2 AIW Q3.2 AQW I0.3 Q0.3 I2.3 I3.3 Q3.3 I0.4 Q0.4 Q2.0 I3.4 Q3.4 I0.5 Q0.5 Q2.1 I3.5 I0.6 Q0.6 Q2.2 I3.6 Q3.6 I0.7 Q0.7 Q2.3 I3.7 Q3.7 I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 AQW Q3.5 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 Cấu trúc chương trình S7-200 Có thể lập trình cho PLC S7-200 cách sử dụng phần mềm : Step – Micro / Dos Step – Micro / Win Những phần mềm cài đặt máy lập trình họ PG 7xx máy tính cá nhân Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình (main program) sau đến chương trình chương trình xử lý ngắt Chương trình kết thúc lệnh kết thúc chương trình (MEND) Chương trình phận chương trình, chương trình phải viết sau lệnh kết thúc chương trình lệnh MEND Các chương trình xử lý ngắt phận chương trình Nếu cần sử dụng phải viết sau lệnh kết thúc chương trình (MEND) Các chương trình nhóm lại thành nhóm sau chương trình chính, sau đến chương trình xử lý ngắt Cũng trộn lẫn chương trình chương trình xử lý ngắt sau chương trình SVTH: LÊ THÀNH T M 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Cú pháp dùng lệnh INCW LAD STL sau: LAD INC EN IN B STL INCW IN OUT b Leänh INC_W Leänh cộng số nguyên vào nội dung từ đơn In Trong LAD: Kết ghi vào OUT Trong STL: Kết ghi lại vào IN Cú pháp dùng lệnh INCW LAD STL sau: LAD INC EN IN W STL INCW IN OUT c Leänh INC_DW (DOUBLE WORD) Là lệnh cộng số nguyên vào nội dung từ kép IN Trong LAD: Kết ghi vào OUT, tức là: IN + = OUT Trong STL: Kết ghi vào IN, tức là: IN + = IN Cú pháp dùng lệnh INCD LAD STL sau: LAD INC EN IN DW STL INCD IN OUT SVTH: LÊ THÀNH T M 43 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT d Lệnh DEC_B Là lệnh bớt nội dung byte đầu vào đơn vị Trong LAD: Kết ghi vào OUT, tức là: IN - = OUT Trong STL: Kết ghi vào IN, tức là: IN - = IN Cú pháp dùng lệnh DECW STL DEC_W LAD sau: LAD DEC EN IN B STL DECB IN OUT e Leänh DEC_W Là lệnh bớt nội dung IN đơn vị Trong LAD: Kết ghi vào OUT, tức là: IN - = OUT Trong STL: Kết ghi vào IN, tức là: IN - = IN Cú pháp dùng lệnh DECW STL DEC_W LAD nhö sau: LAD INC EN IN W STL DECW IN OUT f Lệnh DEC_DW Là lệnh giảm nội dung từ kép IN đơn vị Trong LAD: Kết ghi vào OUT, tức là: IN - = OUT Trong STL: Kết ghi vào IN, tức là: IN - = I Cú pháp dùng lệnh DECDW STL hay DEC_DW LAD sau: LAD INC EN IN DW STL DECD IN OUT SVTH: LÊ THÀNH T M 44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT 4.12 Các lệnh dịch chuyển nội dung ô nhớ Các lệnh dịch chuyển nội dung ô nhớ thực việc di chuyển chép số liệu từ vùng sang vùng khác nhớ Trong LAD hay STL lệnh dịch chuyển thực việc di chuyển hay chép nội dung byte, từ đơn, từ kép giá trị thực từ vùng sang vùng khác nhớ a Lệnh MOV_B Là lệnh chép nội dung byte IN sang byte OUT Cú pháp dùng lệnh MOV_B LAD hay MOVB STL nhö sau: LAD MOV EN IN STL B MOVB IN OUT OUT b Leänh MOV_W Là lệnh chép nội dung từ đơn IN sang từ đơn OUT Cú pháp dùng lệnh MOVW STL hay MOV_W LAD nhö sau: LAD MOV EN IN STL W MOVW IN OUT OUT c Leänh MOV_DW Là lệnh chép nội dung từ kép IN sang từ kép OUT Cú pháp dùng lệnh MOVD STL hay MOV_DW LAD nhö sau: LAD MOV EN IN DW STL MOVD IN OUT OUT SVTH: LÊ THÀNH TA M 45 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT d Lệnh MOV_R Là lệnh chép số thực từ IN (4 byte) sang OUT (4 byte) Cú pháp dùng lệnh MOV_R LAD hay MOVR STL: LAD MOV EN IN R STL MOVR IN OUT OUT e Lệnh SWAP Là lệnh trao đổi nội dung Byte thấp Byte cao nội dung từ đơn IN Cú pháp dùng lệnh SWAP LAD hay STL nhö sau: LAD STL SWAP IN SWAP EN IN OUT 4.13 Các lệnh dịch chuyển ghi Các lệnh dịch chuyển ghi chia làm hai nhóm: • Nhóm lệnh làm việc với ghi có độ dài từ đơn (16-bít) hay từ kép (32-bít) • Nhóm lệnh làm việc với ghi có độ dài tùy ý mà định nghóa lệnh Nhóm lệnh với ghi có độ dài 16 32 bít Lệnh dịch chuyển thuộc nhóm cho phép dịch chuyển quay bít từ đơn từ kép Số lần dịch chuyển bít từ đơn hay từ kép thị toán hạng gọi số lần đếm đẩy Số lần quay bít từ đơn hay từ kép thị toán hạng lệnh, gọi số lần đếm quay SVTH: LÊ THÀNH T M 46 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Khi sử dụng lệnh dịch chuyển bít từ đơn hay từ kép cần ý: Sẽ không thực việc dịch chuyển số đếm lần đẩy Nếu số lần đẩy có giá trị lớn 0, bít nhớ tràn SM1.1 có giá trị logic bít cuối đẩy Nếu số đếm lần đẩy lớn 16 (từ đơn), lớn 32 (từ kép) dịch chuyển lệnh thực với số đếm lần đẩy lớn 16 32 Lệnh SRW (đẩy bít từ đơn sang phải) SDR (đẩy bít từ kép sang phải) chuyển giá trị vào bít cao từ từ kép lần đẩy Sau thực lệnh, bít SM1.1 có giá trị bít thứ N-1 từ đơn từ kép với N số lần đẩy Lệnh SLW (đẩy bít từ đơn sang trái) SRD (đẩy bít từ kép sang trái) chuyển giá trị logic vào bít thấp từ từ kép lần đẩy Sau thực lệnh, bít SM1.1 có giá trị bít thứ 16-N từ đơn 32-N từ kép, N số lần đẩy Bít báo kết (bít SM1.0) có giá trị logic sau thực lệnh đẩy nội dung từ đơn hay từ kép Khi sử dụng lệnh quay bít từ đơn hay từ kép cần ý: Lệnh quay thực phép đẩy vòng tròn sang trái hay phải bít từ đơn từ kép Tại lần quay, giá trị logic bít bị đẩy khỏi đầu giá trị logic đưa vào đầu từ hay từ kép Lệnh quay không thực số đếm lần quay có giá trị hay bội số 16 (với từ đơn) 32 (với từ kép) Đối với giá trị khác số đếm lần quay lớn 16 (đối với từ đơn) 32 (đối với từ kép), lệnh thực với số đếm lần quay phần dư số đếm lần quay cũ chia cho 16 chia cho 32 Khi thực lệnh quay sang phải RRW (với từ đơn) hay RRD (với từ kép), lần quay giá trị thấp từ từ kép ghi vào bít báo tràn SM1.1 Sau lệnh thực xong bít SM1.1 có giá trị logic bít 16-N từ đơn 32-N từ kép, N số đếm lần quay Khi thực lệnh quay sang trái RLW (với từ đơn) hay RLD (với từ kép) lần quay, giá trị logic bít cao từ từ kép ghi vào bít báo tràn SM1.1 Sau lệnh thực xon bít SM1.1 có giá trị logic bít thứ N-1 từ đơn từ kép, N số đếm lần quay (mới) Bít báo kết (bít SM1.0) có giá trị logic từ hay từ kép quay có giá trị a Lệnh SHR_R: Là lệnh dịch chuyển bít từ đơn IN sang phải N vị trí, N gọi số đếm lần dịch chuyển Tại lần dịch chuyển, giá trị logic đưa vào bít cao (bít thứ 15) giá trị logic bít thấp (bít 0) chuyển vào bít báo tràn SM1.1 Trong LAD kết ghi vào OUT, STL kết nằm IN SVTH: LÊ THÀNH T M 47 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Cú pháp lệnh sau: LAD SHR EN IN N W STL SRW IN N OUT b Leänh SHL_W: Là lệnh dịch chuyển bít từ đơn IN sang trái n vị trí, N gọi số đếm lần dịch chuyển Tại lần dịch chuyển, giá trị logic đưa vào bít thấp (bít 0) giá trị logic bít cao (bít thứ 15) chuyển vào bít báo tràn SM1.1 Trong LAD kết ghi vào từ OUT, STL kết nằm IN Cú pháp dùng lệnh sau: LAD SHL EN IN N W STL SLW IN N OUT c Lệnh SHR_DW: Là lệnh dịch chuyển bít từ kép IN sang phải N vị trí với N số đếm lần dịch chuyển Tại lần dịch chuyển, giá trị logic đưa vào bít cao (bít thứ 31) giá trị bít thấp (bít 0) chuyển vào bít báo tràn SM1.1 Trong LAD kết ghi vào từ kép OUT, STL kết nằm IN Cú pháp dùng lệnh dịch chuyển sau: LAD STL SVTH: LÊ THÀNH T M 48 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT SHR EN IN N DW SRD IN N OUT d Lệnh SHL_DW: Là lệnh dịch chuyển bít từ kép IN sang trái N vị trí, N gọi số đếm lần dịch chuyển Tại lần dịch chuyển, giá trị logic đưa vào bít thấp (bit 0) giá trị logic bít cao (bít 31) chuyển vào bít báo tràn SM1.1 Trong LAD kết ghi vào từ kép OUT Trong STL kết nằm IN Cú pháp lệnh sau: LAD SHL DW EN IN N STL SLD IN N OUT e Lệnh ROR_W: Là lệnh quay bít từ đơn IN sang phải N lần, với N gọi số đếm lần quay Tại lần quay, giá trị logic bít thấp (bít 0) chuyển vào bít báo tràn SM1.1 vừa ghi lại vào bít cao (bít 15) từ IN Trong LAD kết ghi vào từ OUT Trong STL kết nằm IN Cú pháp lệnh sau: LAD STL SVTH: LÊ THÀNH T M 49 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT ROR EN IN N W RRW IN N OUT f Lệnh ROR_DW Là lệnh quay bít từ kép IN sang phải N lần, N gọi số lần quay Tại lần quay, giá trị logic bít thấp (bít 0) vừa chuyển vào bít báo tràn SM1.1 vừa chuyển vào bít cao (bít 31) từ kép IN Trong LAD kết ghi vào từ OUT Còn STL kết nằm IN Cú pháp dùng lệnh sau: LAD ROR EN IN N DW STL RRD IN N OUT g Lệnh ROL-W: Là lệnh quay bít từ đơn IN sang trái N lần với N số đếm lần quay Tại lần quay, giá trị logic bít cao (bít 15) vừa chuyển vào bít báo tràn SM1.1 vừa ghi lại vào bít thấp từ IN Trong LAD kết ghi vào từ OUT Trong STL kết nằm IN Cú pháp dùng lệnh sau: LAD ROL EN IN N STL W RLW IN N OUT h Leänh ROL-DW SVTH: LÊ THÀNH T M 50 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Là lệnh quay bít từ kép IN sang trái N lần, N gọi số đếm lần quay Tại lần quay, giá trị logic bít cao (bít 31) vừa chuyển vào bít báo tràn SM1.1 vừa ghi lại vào bít thấp (bít 0) từ kép IN Trong LAD kết ghi vào từ OUT Trong STL kết nằm IN Cú pháp dùng lệnh sau: LAD ROL EN IN N STL DW RLD IN N OUT 4.14 Hàm đổi liệu tương ứng ghi nét Hàm SEG chuyển đổi số nguyên hệ số Hexa khoảng ⎟ F sang thành giá trị bit tương ứng ghi nét Hàm SEG lập giá trị bit ghi nét tương ứng với nội dung bit thấp byte đấu vào IN Kết ghi cào byte đầu OUT Sơ đồ bit ghi nét Số nguyên Thanh ghi neùt - g f e d c b a 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 A 1 1 1 B 1 1 0 a f g b c e d SVTH: LÊ THÀNH T M 51 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT C 0 1 0 D 1 1 E 1 1 0 F 1 0 LAD STL SEG EN IN Toaùn haïng IN (Byte) :VB, IB, QB, MB, SMB, AC, *VD, *AC, số ENCO IN OUT OUT OUT(byte): VB, IB, QB, MB, SMB, AC, *VD, *AC 3.15 Đồng hồ thời gian thực Đồng hồ tời gian thực có CPU 214 Để làm việc với đồng hồ thời gian thực CPU 214 cung cấp hai lệnh đọc ghi giá trị cho đồng hồ Những giá trị đọc ghi với đồng hồ thời gian thực giá trị ngày, thánh , năm , giá trị , phúc , giây Các liệu đọc , ghi với đồng hồ thời gian thực LAD STL có độ dài byte phải mã hóa theo kiểu số nhị phân BCD Byte Năm ( ÷99) Byte Tháng(0 ÷12) Byte Ngày (0 ÷⎟31) Byte Giờ (0 ÷23) Byte Phúc (0 ÷ 59) Byte Giaây (0 ÷59) Byte Byte ngày tuần Các liệu hợp lệ là: Năm Tháng Ngày Giờ Phút Giây (yy) (mm) (dd) (hh) (mm) (ss) ÷ 12 ÷ 31 ÷ 23 ÷ 59 ÷ 59 ÷ 99 SVTH: LÊ THÀNH T M 52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Riêng giá trị ngày tuần số tương ứng với nội dung nibble(4 bit) thấp byte theo kiểu : Chủ nhật Thứ hai Thứ máy biến áp Thứ tư Thứ năm Thứ sáu Thứ bảy READ_RTC (LAD) TODR (STL) Lệnh đọc nội dung đồng hồ thời gian thực với đệm byte thị lệnh toán hạng T SET_RTC (LAD) TODW (STL ) Lệnh ghi nội đệm byte thị lệnh toán hạng T vào đồng hồ thời gian thực Cú pháp sử dụng lệnh đọc, ghi liệu với đồng hồ thời gian thực LAD , STL: LAD READ RTC EN STL TODR Toán hạng T T(byte) : VB , IB , QB , MB , SMB , *VD , *AC T SET EN RTC TODW T T Tuyeät đối không sử dụng lệnh TODR lệnh TODW đồng thời vừa chương trình chính, vừa chương trình xử lý ngắt Khi lệnh TODR hay TODW thực , gọi chương trình xử lý ngắt , lệnh việc với đồng hồ thời gian thực chương trình xử lý ngắt không thục Bit SM4.5 có logic nhõng trường hợp SVTH: LÊ THÀNH TA M 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT CHƯƠNG III MÔ HÌNH MÁY BÁN NƯỚC TỰ ĐỘNG I Giới thiệu mô hình Do hạn chế thời gian trọng tâm đề tài viết chương trình điều khiển PLC, nên mô hình giới thiệu đề tài mô hình điều khiển Những cảm biến : cảm biến tiền , cảm biến nước bình chứa, cảm biến ly cảm biến đầy ly thay công tắc Mô hình có hệ thống Led hiển thị nước bình chứa, hiển thị nước chảy vào ly hiển thị dòng chữ thông báo Mô hình vẽ phụ lục II Yêu cầu công nghệ Hiện với công nghệ điện tử phát triển cao, người chế tạo nhiều loại máy phục vụ nhu cầu sinh hoạt sống Gần thị trường xuất máy bán nước tự động Với góp mặt loại máy người có thêm khoảng thời gian để nghiên cứu khoa học hay làm công tác xã hội Máy bán nước có yêu cầu công nghệ đặt sau: Mọi hoạt động máy bắt đầu hay dừng thông qua nút nhấn ‘ON / OFF’ Sau nhấn nút ‘ON /OFF’ máy yêu cầu nạp tiền vào Nhấn nút ‘NẠP TIỀN XONG’ để kết thúc chế độ nạp tiền máy tự động kết thúc chế độ số tiền nạp vào đến đồng Người mua chọn loại nước ; nhận lại tiền thối hay nạp tiếp tiền số tiền chưa đến đồng Khi chọn loại nước mà tiền máy nhỏ giá nước vừa chọn máy yêu cầu nạp tiếp cho đủ tiền Lúc ta chọn loại nước khác hay tiếp tiền nhận lại tiền thối Nếu máy hết ly máy thông báo ly hết, đợi cung cấp ly nhận lại tiền thối kết thúc mua Nếu loại nước chọn hết, máy báo hết nước, ta đợi cung cấp nước chọn loại nước khác nhận lại tiền thối Khi tiền, ly, nước thỏa mãn điều kiện, máy báo loại nước vừa chọn kèm theo giá, van bình chứa mở nước chảy vào ly Khi đầy ly van đóng lại, máy cho biết số tiền lại Lấy ly nước cho phép mua III Cấu trúc mô hình Cấu trúc bên mô hình phần sau : • Bộ nguồn • Mạch tạo xung clock • Mạch hiển thị nước chảy vào ly • Mạch giải mã truy xuất Led đoạn Bộ nguồn Bộ nguồn gồm có: ♦ Máy biến áp 220/6(/9/12/24)V ♦ Bộ chỉnh lưu ♦ Mạch lọc ♦ Ổn áp SVTH: LÊ THÀNH TA M 54 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT DIODE DIODE 2200uF 220 VAC 1000uF 7805 +5v 1000uF DIODE DIODE GND Biến áp: Tỉ lệ biến aùp: n = Vo / VI = W2 / W1 W1:số vòng dây cuộn sơ cấp W2:số vòng dây cuộn thứ cấp ƒ Cầu chỉnh lưu – lọc: Cầu chỉnh lưu toàn kỳ biến điện áp vào AC thành điện áp ĐỘNG CƠ Lọc sau cầu chỉnh lưu làm giảm tín hiêïu nhiễu, sang điện áp ƒ Ổn áp : Sử dụng IC 7805 ổn áp +5V Khi Vin = Vout +3v IC làm việc tốt Như cần điện áp 5V điện áp vào phải 8V Nếu Vin< 8V điện áp không Nếu Vin >8V điện áp ổn định công suất chịu đựnggiảm IC nóng Chú ý: Khi sử dụng IC ổn áp nên gắn nhôm giải nhiệt cho IC để nâng cao công suất cung cấp cho tải Mạch tạo xung clock ƒ +5v 2.2k 1k 555 100uF 1uF Mạch tạo xuung clock hay gọi mạch dao động đa hài bất ổn (Astable) Vout Ton Toff t SVTH: LÊ THÀNH T M 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Ton = (R1 +R2).C.Ln2 = 0,693.C.(R1 +R2) Toff = R2.C.Ln2 = 0,693.C R2 Chu kỳ làm việc: T = Ton + Toff = 0,693.C.(R1 +2R2) Tần số xung clock: f = / T = / 0,693.C.(R1 +2R2) = 4,5 Hz Maïch hiển thị nước chảy vào ly 5v +V Q1.1 7404 1k +5v +5v 74F164 Dsa Q7 Dsb Q6 Q5 CP Q4 Q3 MR Q2 Q1 Q0 +5v 74F164 Dsa Q7 Dsb Q6 Q5 CP Q4 Q3 MR Q2 Q1 Q0 7408 7408 +5v LED1 74F164 Dsa Q7 Dsb Q6 Q5 CP Q4 Q3 MR Q2 Q1 Q0 7408 7404 LED1 7408 1k 1uF Q2.7 Khi Q1.1 = [0] : maïch hoạt động, Led sáng lần lược tắt hết mạch hoạt động liên tục Khi Q1.1 = [1] : Mạch xung clock vào, ngừng hoạt động Khi Q2.7 = [0] : Reset mạch SVTH: LÊ THÀNH T M 56 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN THỊ YẾN TUYẾT Mạch giải mã truy xuất Led đoạn +5v 1k 1k 1k 1k 74138 Q0.7 Q0.6 Q0.5 A2 A1 A0 +5v Q1.0 E3 E2 E1 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 13 12 11 10 74138 A2 A1 A0 E3 E2 E1 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 Khi Q1.0 = [0]: IC74138 thứ hoạt động Khi Q1.0 = [1]: IC74138 thứ hai hoạt động SVTH: LÊ THÀNH T M 57 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... thuyếùt thực tiễn.? ?Lập trình PLC điều khiển máy bán nước tự động? ?? điều quan trọng cần rút sau trình thực cách thức trình tự giải vấn đề đặt trước phương pháp lập trình thấy khả ứng dụng PLC công nghiệp... với trạm PLC khác Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI 9600 baud Tốc độ truyền cung cấp PLC theo kiểu tự 300 ÷38.400 baud Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG702 loại máy lập trình thuộc... THIỆU BỘ PLC CỦA SIMATIC S7-200 I Tổng quát PLC Giới thiệu PLC PLC viết tắt Programmable Logic Controller , thiết bị điều khiển lập trình (khả trình) cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển