Giáo trình PLC nâng cao (Nghề Điện công nghiệp Trình độ CĐTC)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: PLC NÂNG CAO NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP NGHỀ & CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành theo QĐ số: 70/QĐ-CĐN, ngày 11 tháng 01 năm 2019 Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang) An Giang – Năm 2019 GIỚI THIỆU Trong chương trình PLC bản, người học học tất lệnh PLC S7-300 làm số tập ứng dụng có liên quan đến qui trình cơng nghệ thực tế Tuy nhiên hạn chế thời gian nên người học chưa thực hành lắp đặt vận hành hệ thống điều khiển PLC cách thành thạo, kể hệ thống điều khiển lẫn mạch động lực Bên cạnh đó, hệ thống điều khiển phức tạp, địi hỏi kỹ lập trình cao chưa giới thiệu Nhằm giải vấn đề nêu giới hạn thời gian lực người học, giáo trình PLC nâng cao biên soạn dựa theo chương trình chi tiết ban hành, gồm nội dung sau: - Bài 1: Điều khiển động khởi động dừng theo trình tự - Bài 2: Điều khiển động không đồng ba pha quay hai chiều có hãm trước lúc đảo chiều - Bài 3: Điều khiển động không đồng ba pha, quay hai chiều, mở máy phương pháp Y-, có hãm trước lúc đảo chiều - Bài 4: Điều khiển đèn giao thông - Bài 5: Đếm sản phẩm - Bài 6: Điều khiển đóng mở cửa tự động - Bài 7: Điều khiển máy bán nước tự động - Bài 8: Điều khiển máy trộn - Bài 9: Điều khiển thang máy - Bài 10: Màn hình cảm biến - Bài 11: Hiển thị liệu cài đặt liệu từ thiết bị ngoại vi - Bài 12: PLC hãng khác Đây giáo trình biên soạn dựa tài liệu có sẳn kiến thức thân Trong trình biên soạn khó tránh khỏi thiếu sót, mong góp ý chân thành đồng nghiệp nhà chun mơn nhằm giúp cho giáo trình cập nhật, chỉnh sửa để ngày hoàn thiện thời gian tới Chân thành cảm ơn./ An Giang, ngày tháng năm 2018 Tham gia biên soạn TRẦN KIM THUẤN Trang MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Chương trình mơ đun BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN CÁC ĐỘNG CƠ KHỞI ĐỘNG VÀ DỪNG THEO TRÌNH TỰ A Lý thuyết Nguyên lý hoạt động hệ thống Các lệnh sử dụng chương trình Kết nối vận hành hệ thống B Thực hành Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực Lập trình theo yêu cầu tập Kiểm tra nguyên lý hoạt động Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi BÀI 2: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA QUAY HAI CHIỀU CÓ HÃM TRƯỚC LÚC ĐẢO CHIỀU A Lý thuyết Nguyên lý hoạt động hệ thống 14 Các lệnh sử dụng chương trình 14 Kết nối vận hành hệ thống 14 B Thực hành Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực 15 Lập trình theo yêu cầu tập 15 Kiểm tra nguyên lý hoạt động 16 Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi 16 BÀI 3: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA PHA, QUAY HAI CHIỀU, MỞ MÁY BẰNG PHƯƠNG PHÁP Y-, CÓ HÃM TRƯỚC LÚC ĐẢO CHIỀU A Lý thuyết Nguyên lý hoạt động hệ thống 17 Các lệnh sử dụng chương trình 17 Kết nối vận hành hệ thống 17 B Thực hành Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực 18 Lập trình theo yêu cầu tập 18 Kiểm tra nguyên lý hoạt động 20 Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi 20 Trang BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG A Lý thuyết Nguyên lý hoạt động hệ thống 22 Các lệnh sử dụng chương trình 22 Kết nối vận hành hệ thống 22 B Thực hành Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực 23 Lập trình theo yêu cầu tập 23 Kiểm tra nguyên lý hoạt động 24 Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi 25 BÀI 5: ĐẾM SẢN PHẨM A Lý thuyết Nguyên lý hoạt động hệ thống 28 Các lệnh sử dụng chương trình 28 Kết nối vận hành hệ thống 28 B Thực hành Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực 29 Lập trình theo yêu cầu tập 29 Kiểm tra nguyên lý hoạt động 30 Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi 30 BÀI 6: ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG MỞ CỬA TỰ ĐỘNG A Lý thuyết Nguyên lý hoạt động hệ thống 35 Các lệnh sử dụng chương trình 35 Kết nối vận hành hệ thống 35 B Thực hành Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực 36 Lập trình theo yêu cầu tập 36 Kiểm tra nguyên lý hoạt động 37 Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi 38 BÀI 7: ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN NƯỚC TỰ ĐỘNG A Lý thuyết Nguyên lý hoạt động hệ thống 43 Các lệnh sử dụng chương trình 43 Kết nối vận hành hệ thống 43 B Thực hành Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực 44 Lập trình theo yêu cầu tập 44 Kiểm tra nguyên lý hoạt động 45 Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi 45 BÀI 8: ĐIỀU KHIỂN MÁY TRỘN Trang A Lý thuyết Nguyên lý hoạt động hệ thống 47 Các lệnh sử dụng chương trình 47 Kết nối vận hành hệ thống 48 B Thực hành Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực 49 Lập trình theo yêu cầu tập 49 Kiểm tra nguyên lý hoạt động 49 Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi 50 BÀI 9: ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY A Lý thuyết Nguyên lý hoạt động hệ thống 55 Các lệnh sử dụng chương trình 55 Kết nối vận hành hệ thống 56 B Thực hành Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực 56 Lập trình theo yêu cầu tập 56 Kiểm tra nguyên lý hoạt động 59 Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi 59 BÀI 10: MÀN HÌNH CẢM ỨNG I Cài đặt phần mềm, khởi tạo project 61 II Thiết kế giao diện cho hình HMI 69 III Kết nối PLC với hình cảm ứng 81 BÀI 11: HIỂN THỊ DỮ LIỆU VÀ CÀI ĐẶT DỮ LIỆU TỪ THIẾT BỊ NGOẠI VI A Lý thuyết: Cấu trúc khối cài đặt hiển thị liệu 83 Cách truy cập địa vùng nhớ vào/ra 84 Kết nối vận hành hệ thống 85 B Thực hành Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực 85 Lập trình theo yêu cầu tập 85 Kiểm tra nguyên lý hoạt động 86 Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi 86 BÀI 12: PLC CỦA CÁC HÃNG KHÁC I PLC hãng Omron 88 II PLC hãng Mitsubishi 91 III PLC hãng Siemens (S7-200) 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 Trang CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN PLC NÂNG CAO Tên mô đun: PLC NÂNG CAO Mã mô đun: MĐ 27 Thời gian thực mô đun: 135 (Lý thuyết: 32 giờ, thực hành, thí nghiệm, thảo luận: 91 giờ, kiểm tra: 12 giờ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN Vị trí: Trước học mơ đun cần hồn thành môn học, mô đun sở, đặc biệt môn học, mô đun: Tin học bản; Trang bị điện PLC Tính chất: Là mơ đun kỹ thuật chuyên ngành, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc II MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN Về kiến thức: - Trình bày nguyên lý hệ điều khiển lập trình PLC; So sánh ưu nhược điểm với điều khiển có tiếp điểm lập trình cở nhỏ khác - Phân tích cấu tạo phần cứng nguyên tắc hoạt động phần mềm hệ điều khiển lập trình PLC Về kỹ năng: - Viết thành thạo chương trình điều khiển thơng dụng cơng nghiệp, biết cách mơ chương trình phần mềm, Download chương trình mơ hình phần cứng, mơ hình hoạt động - Có khả tự nghiên cứu để sử dụng loại PLC hãng khác - Vận hành hệ thống điều khiển dùng PLC có sẵn - Lắp đặt hệ thống điều khiển cỡ nhỏ dùng PLC đơn Màn hình cảm biến - Viết chương trình ứng dụng cỡ nhỏ cho PLC đơn Màn hình cảm biến theo yêu cầu thực tế Về lực tự chủ trách nhiệm: - Trong q trình làm việc ln đảm bảo tính cẩn thận, xác, qui trình, đảm bảo an toàn cho người thiết bị III NỘI DUNG MÔ ĐUN TT Tên chương, mục Bài 1: Điều khiển động khởi động dừng theo trình tự Bài 2: Điều khiển động khơng đồng ba pha quay hai chiều có hãm trước lúc Thời gian (giờ) Thực hành, thí Tổng Lý nghiệm, số thuyết thảo luận, tập 8 Kiểm tra Trang 5 10 11 12 đảo chiều Bài 3: Điều khiển động không đồng ba pha, quay hai chiều, mở máy phương pháp Y-, có hãm trước lúc đảo chiều Kiểm tra định kỳ lần Bài 4: Điều khiển đèn giao thông Bài 5: Đếm sản phẩm Kiểm tra định kỳ lần Bài 6: Điều khiển đóng mở cửa tự động Bài 7: Điều khiển máy bán nước tự động Bài 8: Điều khiển máy trộn Kiểm tra định kỳ lần Bài 9: Điều khiển thang máy Bài 10: Màn hình cảm biến Kiểm tra định kỳ lần Bài 11: Hiển thị liệu cài đặt liệu từ thiết bị ngoại vi Bài 12: PLC hãng khác Kiểm tra định kỳ lần Cộng 12 10 12 12 10 16 14 12 135 3 3 9 4 12 10 2 10 32 91 12 Trang BÀI 1: ĐK CÁC ĐỘNG CƠ KHỞI ĐỘNG VÀ DỪNG THEO TRÌNH TỰ - MỤC TIÊU CỦA BÀI: Sau học xong này, người học đạt yêu cầu sau: + Trình bày nguyên lý làm việc chung hệ thống điều khiển động khởi động dừng theo trình tự, giải thích lệnh dùng chương trình điều khiển + Lập trình chương trình điều khiển động khởi động dừng theo trình tự, hệ thống hoạt động yêu cầu Kết nối phần cứng Vận hành hệ thống + Đảm bảo an toàn lao động, trật tự, vệ sinh nơi làm việc A PHẦN LÝ THUYẾT: Nguyên lý hoạt động hệ thống: Trong kỹ thuật, có qui trình cơng nghệ u cầu động phải khởi động dừng trình tự Khoảng cách thời gian dừng/khởi động động điều khiển tay dùng loại timer Việc khống chế để động hoạt động trình tự thực hệ thống rơle thiết bị lập trình có nhớ, đặc biệt lập trình PLC Trong học này, ta tiến hành lập trình cho hệ thống gồm động Đ1, Đ2, Đ3 khởi động dừng theo trình tự dùng lệnh PLC S7-300 Các lệnh sử dụng chương trình: * Các ngõ vào điều khiển bảo vệ: - Ngỏ vào khởi động hệ thống - Ngỏ vào dừng hệ thống theo trình tự - Ngỏ vào dừng hệ thống khẩn cấp - Các ngỏ vào bảo vệ tải * Các ngỏ điều khiển động cơ: - Ngỏ điều khiển Đ1 - Ngỏ điều khiển Đ2 - Ngỏ điều khiển Đ3 * Các timer ấn định khoảng cách thời gian khởi động dừng động * Các tiếp điểm trì khống chế để đảm bảo động hoạt động trình tự: Đây tiếp điểm gán trùng địa với ngỏ timer, mức logic chúng phụ thuộc vào ngỏ timer trùng địa với chúng Kết nối vận hành hệ thống: * Kết nối ngỏ vào: - Ngỏ vào khởi động hệ thống: Kết nối nút nhấn “ON” - Ngỏ vào dừng hệ thống theo trình tự: Kết nối nút nhấn “OFF” - Ngỏ vào dừng hệ thống khẩn cấp: Kết nối nút nhấn “STOP” - Các ngỏ vào bảo vệ tải: Kết nối đến rơle nhiệt - Nguồn 24VDC kết nối đến điểm chung nút nhấn cực lại rơle nhiệt Trang * Kết nối ngỏ ra: - Các ngỏ CPU nối đến động DC, đèn mơ rơle trung gian để đóng ngắt công tắc tơ - Ngỏ mở rộng: kết nối trực tiếp đến nguồn 220V công tắc tơ B PHẦN THỰC HÀNH: I Bài tập 1: Viết chương trình điều khiển hai động chạy luân phiên theo yêu cầu sau: - Khi nhấn ON động chạy 5s, dừng 5s luân phiên - Khi nhấn OFF động chạy kết chu kỳ dừng lại - Khi nhấn STOP động dừng khẩn cấp Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực: A B C K1 K2 OL1 OL2 Đ1 Đ2 Lập trình theo yêu cầu tập: - Mở chương trình, khởi tạo project - Thiết lập phần cứng: + Khai báo CPU, khai báo địa ngỏ vào/ra CPU + Khai báo module mở rộng, khai báo địa cho module mở rộng - Lập trình phần mềm S7-300 Trang Kiểm tra ngun lý hoạt động: - Chạy chương trình mơ phỏng: + Khi nhấn “ON” T0 kích hoạt, động DC1 chạy, sau 5S, D1 dừng DC2 chạy Hai động chạy, dừng luân phiên, hệ thống điều khiển theo chế độ lặp vòng nhấn “STOP” hệ thống dừng khẩn cấp T0 T1 định thời gian chạy cho DC1 DC2 + Khi nhấn “OFF”, Một bit nhớ trung gian set, tiếp điểm bit nhớ ngắt chế độ lặp vịng nên hệ thống hồn thành chu kỳ - Hiệu chỉnh chương trình Kết nối ngỏ vào/ra với thiết bị ngoại vi: - Bảng xác định kết nối vào/ra với ngoại vi: Thiết bị bên Nút nhấn STOP Nút nhấn ON Nút nhấn OFF Rơle trung gian Rơle trung gian Địa vào/ra I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0 Q0.1 Chức điều khiển Dừng khẩn cấp Khởi động hệ thống Dừng sau hết chu kỳ Đóng K1, cấp điện pha cho động Đ1 Đóng K2, cấp điện pha cho động Đ2 - Sơ đồ kết nối Rơle Rơle Q0.0 24VDC Q0.1 I0.0 I0.1 I0.2 PLC - Kết nối phần cứng theo sơ đồ - Download PLC - Cho hệ thống hoạt động II Bài tập 2: Viết chương trình điều khiển ba động Đ1, Đ2, Đ3 khởi động dừng theo trình tự với yêu cầu sau: - Khi nhấn ON Đ1 chạy trước, 5s sau đến Đ2, 5s sau đến Đ3 - Khi nhấn OFF động dừng theo trình tự ngược lại - Khi nhấn Stop động dừng đồng loạt - Cả động có bảo vệ tải Sơ đồ nguyên lý mạch động lực: Trang Đây loại PLC ứng dụng cho điều khiển lớn nhà máy, có đặc điểm sau: - Có khả mở rộng ngõ vào/ra đến 5.120 cách kết nối thêm module mở rộng - Bộ nhớ chương trình từ 250kWord - Bộ nhớ làm việc nội (RAM nội): 8.192kWord - Bộ nhớ liệu đến 32.768kWord - Có khả kết nối mạng - Ngồi cịn có chức điều khiển đặc biệt khác như: Vào/ra analog, điều khiển nhiệt nhiệt độ, giao tiếp sensor tuyến tính, điều khiển tốc độ cao II PLC hãng Mitsubishi: Phần ta đề cập đến CPU họ FX1S, FX1N, FX2N, FX2NC, cụ thể CPU họ FX2NC Các CPU loại sử dụng phần mềm FX-WIN GPP-WIN, chúng có số đặt điểm sau: + Tính hiệu cao + Có thể soạn thảo chương trình dạng LAD, STL FBD + Kết nối: có khả kết nối với tất CPU Mitsubishi, CC Link, Profibus, AS-i mạng khác + Sử dụng lĩnh vực điều khiển có số lượng ngõ vào/ra đến 256 I/O Hình 12.6: CPU họ FX PLC cực nhỏ loại Alpha: PLC chuyên dùng để điều khiển cho ứng dụng nhỏ, có số đặc điểm sau: - Màn hình hiển thị tinh thể lỏng cho phép lập trình trực tiếp, hiển thị liệu, nhập số liệu cho PLC, truy xuất liệu nhớ mà khơng cần cáp nối, đặc biệt hiển thị chuỗi 10 ký tự thông báo, thuận tiện cho việc bảo trì nơi khơng có máy tính - Chức đồng hồ thời gian thực có khả lập trình cho tác vụ hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng, hàng năm (với hàng năm hiển thị tới số) - Bộ nhớ loại EEPROM có khả mở rộng - Các ngõ vào nhận tín hiệu dạng số tín hiệu liên tục (analog) tùy việc lập trình - Các ngõ rơle transistor tùy chọn; ngõ rơle chịu dịng đến 10A Trang 91 lạ - Có tính bảo mật tránh trường hợp chương trình bị thay đổi người - Có khả nối mạng với bo mạch truyền thơng gắn thêm Hình 12.7: PLC cực nhỏ loại Alpha PLC loại FXO, FXOX : Các PLC thiết kế đủ mạnh, thật nhỏ gọn, thích hợp cho việc lắp máy đơn giản hoạt động độc lập Chúng chủ yếu thay mạch điều khiển truyền thống dùng rơle, timer, counter rời, , thực tác vụ điều khiển ít, khơng phức tạp PLC loại có đủ điều kiện thông qua lệnh bản, số lệnh ứng dụng điều khiển trình tự, tác vụ chuẩn định thời đếm Việc lập trình hỗ trợ với ngôn ngữ Instruction, Ladder Function Chart Tuy nhiên PLC có số đặc điểm mà người sử dụng cần lưu ý sau: - Khơng có khả kết nối với module mở rộng vào/ra - Khơng có khả kết nối với module chức chun dùng - Khơng có khả kết nối vào hệ thống mạng - Bộ nhớ nhỏ không tăng dung lượng PLC loại FXON, FX, FX2C, FX2N: Các loại PLC có cấu trúc module thuận lợi cho việc mở rộng khả chức điều khiển hệ thống Đặc điểm cho phép ta nâng cấp hay mở rộng hệ thống điều khiển dễ dàng Các module chuyên dùng bao gồm: - Module xử lý tín hiệu analog - Module dùng với cặp nhiệt điện - Module điều khiển vị trí - Bộ giao tiếp kết nối song song - Bộ giao tiếp RS232 – RS485 PLC loại hỗ trợ chức truyền thông, cho phép PLC tham gia vào hệ thống mạng điều khiển phân tán Trang 92 Trường hợp khoảng cách điều khiển xa việc thực nối dây trực tiếp đến cấu tác động cảm biến không kinh tế Cách giải cho vấn đề đặt module vào/ra xa dùng kỹ thuật truyền thông để nhận tín hiệu ngõ vào cập nhật trạng thái cho ngõ thông qua cáp truyền thông Tín hiệu chuyển từ dạng liệu nối tiếp thành tín hiệu kích ngõ riêng lẻ III PLC hãng Siemens (S7-200): Cấu trúc chung PLC S7-200: 1.1 Modul CPU: Là modul chứa vi xử lý, hệ điều hành, nhớ, Timer Counter, có cổng vào/ra onboard PLC S7-300 Trong họ S7-200, có nhiều loại modul CPU khác nhau, chúng đặt tên theo vi xử lý có CPU 212, CPU213, CPU 214, CPU 221, CPU 222, CPU 224 Ngoài ra, modul CPU cịn có đèn báo chế độ hoạt động Nói chung, có cấu trúc gần giống với modul CPU S7-300 thể hình sau: Các cổng (Q0.0 đến Q1.1) Các cổng vào (từ I0.0 đến I1.5) Các cổng truyền thơng Hình 12.8: PLC S7-200 1.2: Các module mở rộng kiểu liệu: a) SM (Signal Module): Module mở rộng tín hiệu vào/ra, module có chân cấp nguồn điện áp, thường với điện áp ngõ vào/ra module Module vào/ra thường có số loại sau: * DI ( Digital Input) Module cổng vào số Số cổng vào 8, 16 32, tùy loại module * DO ( Digital Output) Module cổng số Số cổng 8, 16 32, tùy loại module * DI/DO ( Digital Input/ Digital Output) Module cổng vào/ra số Số cổng vào/ra 8/8, 16/16 tùy loại module Trang 93 * AI (Analog Input): Module cổng vào tương tự, thực chất chúng chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số (ADC)12 bit Số cổng vào tương tự 2, tùy loại module * AO (Analog Output): Module cổng tương tự, thực chất chúng chuyển đổi tín hiệu từ số sang tương tự (ADC)12 bit Số cổng tương tự tùy loại module * AI/AO (Analog Output): Module cổng vào/ra tương tự, số cổng vào/ra tương tự 4/2 4/4 tùy loại module - Mỗi đơn vị I/O có địa chỉ, hiển thị trạng thái kênh I/O cung cấp đèn LED PLC, điều giúp cho việc kiểm tra hoạt động nhập/xuất dễ dàng - Có thể mở rộng ngõ vào/ra PLC cách ghép nối thêm vào PLC module mở rộng phía bên phải CPU ( CPU 214 ghép nhiều nhất, lên đến module) làm thành móc xích bao gồm module kiểu - Các module mở rộng số hay tương tự chiếm chổ đệm tương ứng với số đầu vào/ra module Bảng 1: Cách đặc địa cho module mở rộng: CPU MODULE MODULE MODULE (4 vào/4 ra) (8 vào) (3 vào analog/1 analog) I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 Q0.6 I0.7 Q0.7 I1.1 Q1.0 I1.2 Q1.1 I1.3 I1.4 I1.5 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 AIW0 AIW2 AIW4 AQW0 MODULE MODULE (8 ra) (3 vào analog/1 analog) Q3.0 AIW8 Q3.1 AIW10 Q3.2 AIW12 Q3.3 Q3.4 Q3.5 AQW4 Q3.6 Q3.7 b) FM ( Function Module): Module có chức điều khiển riêng, thí vụ module điều khiển động bước, module PID c) Các kiểu liệu: S7-200 có đầy đủ kiểu liệu S7-300, bao gồm: Bool, Byte, Word, INT, DINT, Real, S5T, DATE, CHART 1.3 Cấu trúc nhớ: a) Phân chia nhớ: Trang 94 Bộ nhớ S7-200 chia thành vùng với tụ có nhiệm vụ trì liệu khoảng thời gian định nguồn Bộ nhớ có tính động cao, đọc, ghi toàn vùng (ngoại trừ bit nhớ đặc biệt - Special memory- truy cập để đọc) Hình 7.2 mơ tả cấu trúc nhớ nhớ PLC bao gồm: - Vùng chương trình: Miền nhớ sử dụng để lưu trữ lệnh chương trình - Vùng tham số: Miền nhớ sử dụng để lưu trữ tham số từ khóa, địa trạm giống vùng chương trình - Vùng liệu: Miền nhớ sử dụng để lưu trữ liệu chương trình, bao gồm: kết phép tính, đệm truyền thông Vùng nhớ liệu vùng nhớ đối tượng có ý nghĩa quan trọng việc thực chương trình Hình 12.9: Cấu trúc nhớ PLC S7-200 b) Vùng liệu: - Vùng liệu miền nhớ động, truy cập theo bit, byte, từ đơn (word) theo từ kép sử dụng làm miền liệu cho thuật tốn, hàm truyền thơng, lập bảng, hàm dịch chuyển, xoay vòng ghi, trỏ địa chỉ, - Vùng liệu lại chia thành miền nhớ nhỏ với công dụng khác nhau, chúng ký hiệu chữ theo tên tiếng Anh, đặc trưng cho công dụng riêng chúng sau: + V: Variable memory + I: Input image register + Q: Output image register + M: Internal memory bits + SM: Special memory bits Tất miền truy cập bit, byte, word, double word Ví dụ: V, VB, VW, VDW I, IB, IW, IDW Q, QB, QW, QDW M, MB, MW, MDW Trang 95 SM, SMB, SMW, SMDW Bảng 2: Bảng phân chia vùng nhớ toán hạng S7-200 Vùng nhớ Vùng V I liệu Q M SM S L Vùng Timer đối Counter tượng Analog inputs Analog outputs Thanh ghi ACC Bộ đếm tốc độ cao CPU 221 V0.0÷V2047.7 I0.0÷I15.7 Q0.0÷Q15.7 M0.0÷M31.7 SM0.0÷SM179.7 S0.0÷S31.7 L0.0÷L63.7 T0÷T255 C0÷C255 none CPU 222 V0.0÷V2047.7 I0.0÷I15.7 Q0.0÷15.7 M0.0÷M31.7 SM0.0÷SM179.7 S0.0÷S31.7 L0.0÷L63.7 T0÷T255 C0÷C255 AIW0÷AIW30 CPU 224 V0.0÷V5119.7 I0.0÷I15.7 Q0.0÷Q15.7 M0.0÷M31.7 SM0.0÷SM179.7 S0.0÷S31.7 L0.0÷L63.7 T0÷T255 C0÷C255 AIW0÷AIW62 CPU 226 V0.0÷V5119.7 I0.0÷I15.7 Q0.0÷Q15.7 M0.0÷M31.7 SM0.0÷SM179.7 S0.0÷S31.7 L0.0÷L63.7 T0÷T255 C0÷C255 AIW0÷AIW62 none AQW0÷AQW30 AQW0÷AQW62 AQW0÷AQW62 AC0÷AC3 AC0÷AC3 AC0÷AC3 AC0÷AC3 HC0 ÷ HC5 HC0 ÷ HC5 HC0 ÷ HC5 HC0 ÷ HC5 c) Cách truy cập vùng nhớ: Địa ô nhớ S7-200 gồm hai phần S7-300: phần chữ phần số ❖ Phần chữ: vị trí (tên miền nhớ) kích thước ô nhớ ❖ Phần số: địa Byte Bit miền nhớ xác định - Nếu phần chữ xác định ô nhớ truy cập theo Bit phần số gồm hai phần cách dấu chấm: + Địa Byte + Số thứ tự Bit Byte - Nếu phần chữ xác định ô nhớ truy cập theo Byte trở lên phần số số mang địa byte bắt đầu Cài đặt sử dụng phần mềm S7-200: 2.1 Cài đặt phần mềm: Bước 1: Cho đĩa CD USB vào, tìm tới đường dẫn Step7, chọn folder Setup: Trang 96 Chọn Setup Đường dẫn Hình 12.10: Cửa sổ Step7MicroWin3.2 Bước 2: Trong cửa sổ chọn ngôn ngữ: ta chọn English Hình 12.11: Hộp thoại chọn ngơn ngữ Bước 3: Chọn chương trình cài đặt: cửa sổ InstallShied Wizard, ta chọn Modify nhấp Next Hình 12.12: Hộp thoại chọn chương trình cài đặt Trang 97 Bước 4: Chọn thành phần hợp thành để cài đặt: Sau chọn chương trình cài đặt, xuất cửa sổ chọn thành phần hợp thành để cài đặt, ta chọn English nhấp Next Hình 12.13: Hộp thoại chọn thành phần hợp thành để cài đặt Bước 5: Nhấp Finish để kết thúc việc cài đặt Hình 12.14: Kết thúc cài đặt Sau cài đặt, hình desktop xuất biểu tượng V3.2Step7 MicroWin Ta mở chương trình cách nhấp đơi vào biểu tượng vào Start/Simatic/Step7 MicroWin 32 V3.2.0.15/ Step7 MicroWin 32 2.2 Phần mềm mơ phỏng: Sau lập trình, ta cho chạy thử chương trình phần mềm mơ theo bước sau: Bước 1: Xuất chương trình: Sau lập trình, ta lưu chương trình tiến hành xuất chương trình: vào menu File/Export Việc giúp ta lưu chương trình dạng đặc biệt Trang 98 nguồn Source phần mềm mơ Việc lập trình đến coi xong, ta đóng chương trình tiến hành mô Bước 2: Mở phần mềm mô phỏng: nhấp vào biểu tượng: Xuất hình khởi động: Hình 12.15: Khởi động chương trình S7-200 Bước 3: nhập mã truy cập: sau khởi động, hệ thống yêu cầu nhập Introduce the access key: nhập 6596, nhấp OK Hình 12.16: Nhập mã truy cập Trang 99 Bước 4: Load chương trình: Mã truy cập chấp nhập, ta load chương trình cách nhấp đơi vào biểu tượng công cụ vào menu program/Load Program, xuất hộp thoại Load in CPU, ta chọn hình sau nhấp Accept Hình 12.17: Load chương trình Bước 5: Chọn Project muốn mô theo đường dẫn lưu ( thường C:/Program file/ Siemens /Step Micro WIN V4.0 / Source/Tên Project Khi hình xuất hai bảng mô Program (OB1) KOP sau: Hình 12.18: Chọn project mơ Bước 6: Mô phỏng: Chuyển CPU vào Mode Run, nhấp chuột vào phím màu xanh hình, hộp thoại RUN xuất hiện, ta chọn Yes: Trang 100 Nhấn vào phím RUN Hình 12.19: Chạy mơ chương trình Lúc đèn chế độ Stop (màu vàng cam) tắt đèn chế độ Run (màu xanh) sáng, chương trình sẳn sàng chạy chế độ mô Bộ giả định tín hiệu vào lúc có màu xanh nghĩa ta phép vận hành Các công tắc đầu vào bật – tắt, bật (mức 1) đèn hiển thị sáng, tắt (mức 0) đèn hiển thị tắt Nếu chương trình bật/tắt đèn ngõ vào, đèn ngõ sáng tắt theo qui trình cơng nghệ Hình 12.20: Bộ giả định tín hiệu vào Để quan sát mạch điện dạng LADDER, ta nhấp chuột vào biểu tượng State Program, mạch điện thể sau: Trang 101 Hình 12.21: Hiển thị chế độ chạy mô Muốn dừng chương trình mơ phỏng, ta nhấp nút Stop (màu đỏ, gần nút Run), lên hộp thoại STOP, ta chọn Yes Tập lệnh S7-200: 3.1 Các lệnh vào/ra tiếp điểm: * Các lệnh vào: - Tiếp điểm thường hở: Đây tiếp điểm thường mở đóng lại I0.0=1 Ký hiệu: + Nguyên lý làm việc: tiếp điểm thường mở đóng lại bit chứa địa có mức logic - Tiếp điểm thường đóng, mở I0.0 = + Ký hiệu: + Nguyên lý làm việc: tiếp điểm thường đóng mở bit chứa địa có mức logic - Lệnh ra: + Ký hiệu: + Nguyên lý làm việc: Hoạt động giống cuộn dây rơle (công tắc tơ), có dịng điện qua cuộn dây bit chứa địa ngõ có giá trị 1(Q0.0=1) 3.2 Các lệnh tiếp điểm đặc biệt: * Các lệnh đảo, tác động cạnh xuống, tác động cạnh lên: - Ký hiệu: Trang 102 Có thể dùng lệnh tiếp điểm đặc biệt để phát chuyển tiếp trạng thái xung (sườn xung) đảo lại trạng thái dòng cung cấp Các tiếp điểm đặc biệt khơng có tốn hạng riêng chúng phải đặt chúng trước cuộn dây hộp đầu Tiếp điểm chuyển tiếp dương/âm ( Các lệnh sườn trước sườn sau) có nhu cầu nhớ, CPU 214 sử dụng nhiều 256 lệnh Về hoạt động, lệnh tương tự S7-300 * Các tiếp điểm vùng nhớ đặc biệt: - SM0.1: Vòng quét đầu tiên, tiếp điểm đóng, kể từ vịng qt thứ hai mở giữ nguyên suốt trình hoạt động - SM0.0: Ngược lại với SM0.1, Vòng quét mở, kể từ vịng qt thứ hai đóng - SM0.4: tiếp điểm tạo xung với chu kỳ phút - SM0.5: tiếp điểm tạo xung với chu kỳ 1s 3.3 Các liên kết logic bản: S7-200 có liên kết logic lệnh AND, OR, NAND, NOR, AND byte, AND word, AND Dword,… Như S7-300 Ngoài lệnh trên, S7-200 có lệnh khác tương tự S7300 lệnh timer, Counter, lệnh so sánh… B PHẦN THỰC HÀNH Bài 1: tiến hành cài đặt phần mềm S7-200 cho máy tính xưởng: Bước 1: Cho đĩa CD USB vào, tìm tới đường dẫn Step7, chọn folder Setup Bước 2: Trong cửa sổ chọn ngơn ngữ sử dụng Bước 3: Chọn chương trình cài đặt Bước 4: Chọn thành phần hợp thành để cài đặt: Sau chọn chương trình cài đặt, xuất cửa sổ chọn thành phần hợp thành để cài đặt, ta chọn English nhấp Next Bước 5: Nhấp Finish để kết thúc việc cài đặt Trang 103 Bài 2: Viết chương trình điều khiển mở máy trực tiếp động không đồng pha roto lồng sóc Bài 3: Viết chương trình điều khiển động không đồng pha quay hai chiều, đảo chiều gián tiếp Bài 4: Viết chương trình điều khiển động khơng đồng pha roto lồng sóc quay chiều, khởi động Y/∆, thời gian khởi động 5s Bài 5: Viết chương trình điều khiển động kéo băng tải có cảm biến đếm sản phẩm bên theo yêu cầu sau: - Khi nhấn ON động chạy, đủ 10 sản phẩm qua dừng băng tải - Khi nhấn OFF hệ thống dừng khẩn cấp * Các bước thực hiện: Từ đến 5, ta thực theo bước sau: - Bước 1: Mở chương trình, khởi tạo project - Bước 2: Lập trình theo yêu cầu tập - Bước 3: Mơ chương trình - Bước 4: Lưu chương trình - Bước 5: Down load PLC - Bước 6: Kết nối phần cứng - Bước 7: Vận hành hệ thống Trang 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình PLC S7-200, S7-300 – http://www.ebook.edu.vn Giáo trình PLC – Ths Lê Văn Bạn, KS Lê Ngọc Bích Giáo trình S7-200 – Hà Văn Trí – Cơng ty TNHH TM-DV kỹ thuật SIS Bài giảng S7-300 – Hà Văn Trí – Cơng ty TNHH TM-DV kỹ thuật SIS Bài tập hướng dẫn giải tập lập trình PLC S7-300 – Nguyễn Xuân Công, ĐH SPKT Hưng Yên Trang 105 ... Phát người Dừng động quay thuận Dừng động quay ngược Cấp điện cho động mở cửa trái Cấp điện cho động mở cửa phải Cấp điện cho động đóng cửa trái Cấp điện cho động đóng cửa phải Cấp điện cho chuông... lực người học, giáo trình PLC nâng cao biên soạn dựa theo chương trình chi tiết ban hành, gồm nội dung sau: - Bài 1: Điều khiển động khởi động dừng theo trình tự - Bài 2: Điều khiển động không đồng... sau: + Trình bày nguyên lý làm việc chung hệ thống điều khiển động khởi động dừng theo trình tự, giải thích lệnh dùng chương trình điều khiển + Lập trình chương trình điều khiển động khởi động