1 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN PLC CƠ BẢN NGHỀ ĐÀO TẠO ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG LƯU HÀNH NỘI BỘ Năm 2017 2 LỜI GIỚI THIỆU Tự động hóa công nghiệp và[.]
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG LÀO CAI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: PLC CƠ BẢN NGHỀ ĐÀO TẠO: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG LƯU HÀNH NỘI BỘ Năm 2017 LỜI GIỚI THIỆU Tự động hóa cơng nghiệp dân dụng ngày phát triển.Bộ não hệ thống tự động hóa điều khiển lập trình.Việc học tập nghiên cứu điều khiển lập trình vận hành nhu cầu cấp thiết học sinh,sinh viên ngành kỹ thuật Hiện tài liệu giảng dạy lập trình điều khiển lập trình có nhiều nhiên giáo trình viết cịn chung chung, mang nặng tính lý thuyết chủ yếu dành cho đối tượng sinh viên đại học Tập đề cương giảng đời với mục tiêu giúp cho đối tượng học sinh, sinh viên học nghề tiếp cận dễ dàng với điều khiển khả trình MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC S7 – 200 Cấu trúc PLC Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 .9 2.1 Địa ngõ vào / 10 2.2 Phần chữ vị trí kích thước nhớ 10 2.3 Phần số địa byte bit miền nhớ xác định: 12 Xử lý chương trình 13 3.1 Vịng qt chương trình 13 3.2 Cấu trúc chương trình S7 – 200 14 3.3 Phương pháp lập trình 15 Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi 17 4.1 Giới thiệu CPU 214 cách kết nối với thiết bị ngoại vi 18 4.2 Ví dụ kết nối ngõ vào/ PLC từ sơ đồ điều khiển có tiếp điểm 25 Cài đặt phần mềm STEP - Micro/win 4.0 29 5.1 Các bước cài đặt 29 5.2 Lập trình điều khiển với Microrwin V4.0 31 BÀI 2: LẬP TRÌNH DÙNG TẬP LỆNH PLC S7-200 36 Các lệnh logic 36 1.1 Lệnh vào/ra 36 1.2 Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm 37 1.3 Các lệnh logic đại số Boolean: 38 1.4 Các lệnh tiếp điểm đặc biệt : 41 1.5 Các lệnh can thiệp vào thời gian vòng quét: 43 Các lệnh thời gian Timer 45 Lệnh đếm Couter 48 Các lệnh so sánh 51 Đồng hồ thời gian thực 53 5.1 Lệnh đọc 53 5.2 Lệnh ghi 54 BÀI 3: LẮP ĐẶT MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC 57 Giới thiệu chương trình mơ 57 Cách kết nối dây 59 Các mơ hình tập ứng dụng 61 3.1 Mô hình thang máy xây dựng 61 3.2 Mơ hình hệ thống băng tải 62 3.3 Mơ hình máy tiện đơn giản 62 3.4 Mơ hình hệ thống đèn giao thơng 63 3.5 Mơ hình hệ thống đóng gói sản phẩm 64 3.6 Mơ hình hệ thống trộn hóa chất 65 3.7 Mơ hình hệ thống đóng mở cửa siêu thị tự động 66 TÀI LIỆU CẦN THAM KHẢO 67 BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC S7 – 200 Cấu trúc PLC Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controller), loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể thuật tốn mạch số Như vậy, với chương trình điều khiển này, PLC trở thành điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật tốn đặc biệt dễ trao đổi thơng tin với môi trường xung quanh (với PLC khác với máy tính) Tồn chương trình điều khiển lưu nhớ nhớ PLC dạng khối chương trình (khối OB, FC FB) thực lặp theo chu kỳ vòng quét (Scan) Để thực chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có chức máy tính, nghiã phải có vi xử lý (CPU), điều hành, nhớ để lưu chương trình điều khiển, liệu… PLC cịn phải có cổng vào/ để giao tiếp đối tượng điều khiển để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đó, nhằm phục vụ tốn điều khiển số, PLC cịn cần phải có thêm khối chức đặc biệt khác như: đếm (Counter), thời gian (Timer) …và khối hàm chuyên dụng Thiết bị logic khả trình lắp đặt sẵn thành Trước tiên chúng chưa có nhiệm vụ Tất cổng logic bản, chức nhớ, timer, counter v.v nhà chế tạo tích hợp chúng kết nối với chương trình cho nhiệm vụ điều khiển cụ thể Có nhiều thiết bị điều khiển phân biệt với qua chức sau: - Các ngõ vào - Dung lượng nhớ - Bộ đếm (counter) - Bộ định thời (timer) - Bit nhớ - Các chức đặc biệt - Tốc độ xử lý - Loại xử lý chương trình Các thiết bị điều khiển lớn lắp thành modul riêng Đối với thiết bị điều khiển nhỏ, chúng lắp đặt chung Các điều khiển có số lượng ngõ vào/ra cho trước cố định Thiết bị điều khiển cung cấp tín hiệu tín hiệu từ cảm biến phận ngõ vào thiết bị tự động Tín hiệu xử lý tiếp tục thông qua chương trình điều khiển đặt nhớ chương trình Kết xử lý đưa phận ngõ thiết bị tự động để đến đối tượng điều khiển hay khâu điều khiển dạng tín hiệu Cấu trúc PLC mơ tả hình vẽ sau: CPU Bộ nhớ chương trình Timer Khối vi xử lý trung tâm Bộ đệm vào /ra + Bộ nhớ chương trình Hệ điều hành Bit cờ Cổng vào Bus PLC Cổng ngắt đếm Quản lý Tốc độ cao ghép nối Hình 1.1 Cấu trúc PLC Thông tin xử lý PLC lưu trữ nhớ Mỗi phần tử vi mạch nhớ chứa bit liệu Bit liệu (Data Binary Digital) chữ số nhị phân, hai giá trị Tuy nhiên vi mạch nhớ thường tổ chức thành nhóm để chứa bit liệu Mỗi chuỗi bit liệu gọi byte Mỗi mạch nhớ byte (byte nhớ), xác nhận số gọi địa (address) Byte nhớ có địa Dữ liệu chứa byte nhớ gọi nội dung Địa byte nhớ cố định byte nhớ PLC có địa riêng Địa byte nhớ khác khác nhau, nội dung chứa byte nhớ đại lượng thay đổi Nội dung byte nhớ liệu lưu trữ tức thời nhớ Để lưu giữ liệu mà byte nhớ chứa hết PLC cho phép cặp byte nhớ cạnh xem xét đơn vị nhớ gọi từ đơn (Word) Địa thấp byte nhớ dùng làm địa từ đơn Ví dụ:Từ đơn có địa byte nhớ có địa với địa byte cao địa byte thấp IB2 IB3 IW IW2 từ đơn có địa IB2 byte có địa IB3 byte có địa Trong trường hợp liệu cần lưu trữ mà từ đơn chứa hết được, PLC cho phép ghép byte liền xem xét đơn vị nhớ gọi từ kép (Double Word) Địa thấp byte nhớ địa từ kép Ví dụ: Từ kép có địa 100 byte nhớ từ kép có địa 100, 101,102,103 103 địa byte thấp,100 địa byte cao MW100 MW101 MW102 MW103 DW100 Trong PLC xử lý trung tâm thực số thao tác như: - Đọc nội dung vùng nhớ (bit, byte, word, double word) - Ghi liệu vào vùng nhớ (bit, byte, word, double word) Trong thao tác đọc, nội dung ban đầu vùng nhớ không thay đổi mà lấy liệu để xử lý Trong thao tác ghi, liệu ghi vào trở thành nội dung vùng nhớ liệu ban đầu bị Có hai loại nhớ CPU PLC: - RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ đọc ghi - ROM(Read Only Memory): Bộ nhớ đọc Bộ nhớ RAM: Có số lượng ô nhớ xác định Mỗi ô nhớ có dung lượng nhớ cố định tiếp nhận lượng thông tin định Các ô nhớ ký hiệu địa riêng Bộ nhớnày chứa chương trình sửa đổi liệu, kết tạm thời trình tính tốn, lập trình Đặc điểm nhớ RAM nội dung chứa ô nhớ bị mất nguồn điện Bộ nhớ ROM: Chứa thơng tin khơng có khả xố thay đổi được, nhà sản xuất sử dụng chứa chương trình thống Chương trình nhớ ROM có nhiệm vụ: - Điều khiển kiểm tra chức hoạt động CPU (hệ điều hành) - Dịch ngơn ngữ lập trình thành ngôn ngữ máy - Khi bị nguồn điện, nhớ ROM giữ nguyên nội dung không bị Bộ xử lý trung tâm Bộ xử lý trung tâm (CPU – Central Processing Unit) điều khiển quản lý tất hoạt động bên PLC Việc trao đổi thông tin CPU, nhớ khối vào/ra thực thông qua hệ thống Bus điều khiển CPU Một mạch dao động thạch anh cung cấp xung clock tần số chuẩn cho CPU, thường hay MHz, tùy thuộc vào xử lý sử dụng Tần số xung clock xác định tốc độ hoạt động PLC dùng để thực đồng cho tất phần tử hệ thống Hệ điều hành Sau bật nguồn, hệ điều hành đặt counter, timer bit nhớ với thuộc tính non-retentive (khơng nhớ Pin dự phịng) accu Để xử lý chương trình, hệ điều hành đọc dịng chương trình từ đầu đến cuối Tương ứng hệ điều hành thực chương trình theo câu lệnh Bit nhớ (memory bit) Các memory bit phần tử nhớ, mà hệ điều hành ghi nhớ trạng thái tín hiệu Bộ đệm (Proccess Image) Bộ đệm vùng nhớ, mà hệ điều hành ghi nhớ trạng thái tín hiệu ngõ vào nhị phân Accumulator Accumulator nhớ trung gian mà qua timer hay counter nạp vào hay thực phép toán số học Counter, Timer Timer counter vùng nhớ, hệ điều hành ghi nhớ giá trị đếm Hệ thống Bus Bộ nhớ chương trình, hệ điều hành modul ngoại vi (các ngõ vào ngõ ra) kết nối với PLC thông qua Bus nối Một Bus bao gồm dây dẫn mà liệu trao đổi Hệ điều hành tổ chức việc truyền liệu dây dẫn Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 S7 – 200 thiết bị điều khiển lập trình loại nhỏ hãng Siemens (CHLB Đức) có cấu trúc theo kiểu modul có modul mở rộng Thành phần S7 – 200 khối vi xử lý CPU 212 CPU 214 Về hình thức bên ngồi, khác loại CPU nhờ số đầu vào/ra nguồn cung cấp - CPU 212 có cổng vào cổng ra, có khả mở rộng thêm modul - CPU 214 có 14 cổng vào 10 cổng ra, có khả mở rộng thêm modul Trong tài liệu đề cập đến CPU 214 chủ yếu CPU 214 có đặc điểm sau: - 2048 từ nhớ chương trình ( chứa ROM điện ) - 2048 từ nhớ liệu ( 256 từ chứa ROM điện ) - 14 ngõ vào 19 ngõ digital kèm theo khối trung tâm - Hỗ trợ tối đa modul mở rộng kể modun analog - Tổng số cổng vào/ra cực đại 64 cổng vào digital - 128 Timer chia làm loại theo độ phân giải khác nhau: Timer 1mS, 16 Timer 10mS, 108 Timer có độ phân giải 100mS - 128 đếm chia làm loại: 96 đếm lên 32 đếm lên xuống - 256 ô nhớ nội - 688 ô nhớ đặt biệt dùng để thông báo trạng thái đặt chế độ làm việc - Có phép tính số học - Ba đếm tốc độ cao với nhịp 2KHz KHz - Hai điều chỉnh tương tự - Tồn vùng nhớ khơng bị liệu khoảng thời gian 190 PLC bị nguồn nuôi 2.1 Địa ngõ vào / Địa ô nhớ S7 bao gồm hai phần: Phần chữ phần số Ví dụ: PIW 304 Phần chữ Phần số I0.0 Phần chữ Phần số 2.2 Phần chữ vị trí kích thước ô nhớ M: Chỉ ô nhớ miền biến cờ có kích thước bit MB: Chỉ nhớ miền biến cờ có kích thước byte (8 bit) MW: Chỉ ô nhớ miền biến cờ có kích thước byte (16 bit) 10 MD: Chỉ ô nhớ miền biến cờ có kích thước byte (32 bit) I: Chỉ nhớ có kích thước bit miền đệm ngõ vào số IB: Chỉ nhớ có kích thước byte miền đệm ngõ vào số IW: Chỉ nhớ có kích thước byte (1 từ) miền đệm ngõ vào số ID: Chỉ nhớ có kích thước byte (2 từ) miền đệm ngõ vào số Q: Chỉ nhớ có kích thước bit miền đệm ngõ số QB: Chỉ nhớ có kích thước byte miền đệm ngõ số QW: Chỉ ô nhớ có kích thước byte miền đệm ngõ số QD: Chỉ nhớ có kích thước byte miền đệm ngõ số T: Chỉ ô nhớ miền nhớ thời gian (Timer) C: Chỉ ô nhớ miền nhớ đếm (counter) PIB: Chỉ nhớ có kích thước byte thuộc vùng Peripheral Input, thường địa cổng vào mô đun tương tự PIW:Chỉ nhớ có kích thước byte thuộc vùng Peripheral Input, thường địa cổng vào mơ đun tương tự PID: Chỉ nhớ có kích thước byte thuộc vùng Peripheral Input, thường địa cổng vào mô đun tương tự PQB: Chỉ nhớ có kích thước byte thuộc vùng Peripheral Output, thường địa cổng mô đun tương tự PQW: Chỉ ô nhớ có kích thước byte thuộc vùng Peripheral Output, thường địa cổng mô đun tương tự PQD: Chỉ nhớ có kích thước byte thuộc vùng Peripheral Output, thường địa cổng mô đun tương tự PQB: Chỉ nhớ có kích thước byte thuộc vùng Peripheral Output, thường địa cổng mơ đun tương tự DBX: Chỉ nhớ có kích thước bit khối liệu DB, mở lệnh OPN DB (Open Data Block) 11 DBB: Chỉ nhớ có kích thước byte khối liệu DB, mở lệnh OPN DB (Open Data Block) DBW: Chỉ nhớ có kích thước byte khối liệu DB, mở lệnh OPN DB (Open Data Block) DBD: Chỉ nhớ có kích thước byte khối liệu DB, mở lệnh OPN DB (Open Data Block) DBx.DBX: Chỉ trực tiếp nhớ có kích thước bit khối liệu DBx, với x số khối DB Ví d ụ: DB3.DBX1.5 DBx.DBB: Chỉ trực tiếp nhớ có kích thước byte khối liệu DBx, với x số khối DB Ví d ụ: DB4.DBB1 DBx.DBW: Chỉ trực tiếp nhớ có kích thước byte khối liệu DBx, với x số khối DB Ví d ụ: DB5.DBW1 DBx.DBD: Chỉ trực tiếp nhớ có kích thước byte khối liệu DBx, với x số khối DB Ví d ụ: DB5.DBD1 DIX: Chỉ nhớ có kích thước bit khối liệu DB, mở lệnh OPN DI (Open instance data block) DIB: Chỉ nhớ có kích thước byte khối liệu DB, mở lệnh OPN DI (Open instance data block) DIW: Chỉ nhớ có kích thước byte khối liệu DB, mở lệnh OPN DI (Open instance data block) DID: Chỉ nhớ có kích thước byte khối liệu DB, mở lệnh OPN DI (Open instance data block) 2.3 Phần số địa byte bit miền nhớ xác định: Nếu ô nhớ xác định thơng qua phần chữ có kích thước bit phần số địa byte số thứ tự bit byte đó, tách với dấu chấm Ví dụ: I 0.0: Chỉ bit byte miền nhớ đệm ngõ vào số PII Q 4.1: Chỉ bit byte miền nhớ đệm ngõ số PIQ M 10.5: Chỉ bit byte 10 miền bi ến cờ M 12 Trong trường hợp ô nhớ xác định byte, từ từ kép phần số địa byte mảng byte ô nhớ Ví dụ: DIB 15: Chỉ nhớ có kích thước byte (byte 15) khối DB mở lệnh OPN DI DIW 18: Chỉ ô nhớ có kích thước từ gồm byte 18 19 khối DB mở lệnh OPN DB DB2.DBW15: DB2 Chỉ nhớ có kích thước byte 15 16 khối liệu M 105: Chỉ nhớ có kích thước từ gồm byte 105, 106, 107, 108 miền nhớ biến cờ M Xử lý chương trình 3.1 Vịng qt chương trình PLC thực chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp gọi vòng quét (scan) Mỗi vòng quét bắt đầu giai đoạn chuyển liệu từ cổng vào số tới vùng đệm ảo ngõ vào (I), giai đoạn thực chương trình Trong dịng qt, chương trình thực từ lệnh đến lệnh kết thúc Sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo ngõ (Q) tới cổng số Vòng quét kết thúc giai đoạn truyền thông nội kiểm tra lỗi Thời gian cần thiết để PLC thực vòng quét gọi thời gian vòng qt (Scan time) Thời gian vịng qt khơng cố định, tức khơng phải vịng qt thực khoảng thời gian Có vịng qt thực lâu, có vịng qt thực nhanh tùy thuộc vào số lệnh chương trình thực hiện, vào khối lượng liệu truyền thông vịng qt Như việc đọc liệu từ đối tượng để xử lý, tính tốn việc gửi tín hiệu điều khiển tới đối tượng có khoảng thời gian trễ thời gian vòng quét Nói cách khác, thời gian vịng qt định tính thời gian thực chương trình điều khiển PLC Thời gian quét ngắn, tính thời gian thực chương trình cao 13 Tại thời điểm thực lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà thông qua đệm ảo cổng vùng nhớ tham số Việc truyền thông đệm ảo với ngoại vi hệ điều hành CPU quản lý Ở số module CPU, gặp lệnh vào/ra lập tức, hệ thống cho dừng cơng việc khác, chương trình xử lý ngắt, để thực lệnh trực tiếp với cổng vào/ra 3.2 Cấu trúc chương trình S7 – 200 Có thể lập trình cho PLC S7 – 200 cách sử dụng phần mềm sau: - STEP7 – Micro/DOS - STEP7 – Micro/WIN Những phần mềm lập trình máy lập trình họ PG7xx máy tính cá nhân (PC) 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 sau đây: - Chương trình kết thúc lệnh kết thúc chương trình (MEND) - Chương trình phận chương trình Các chương trình phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính, lệnh MEND - Các chương trình xử lý ngắt phận chương trình Nếu cần sử dụng chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chương trình MEND Các chương trình nhóm lại thành nhóm sau chương trình Sau đến chương trình xử lý ngắt Bằng cách viết vậy, cấu trúc chương trình rõ ràng thuận tiện việc đọc chương trình sau Có thể tự trộn lẫn chương trình chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình 14 Main Program Thực vịng qt MEND SBR0 Chương trình thứ Thực chương trình gọi RET SBR n Chương trình thứ n + RET INT0 Chương trình xử lý ngắt thứ Thực có tín hiệu báo ngắt RETI INT n Chương trình xử lý ngắt thứ n+1 RETI 3.3 Phương pháp lập trình Cách lập trình cho S7 – 200 nói riêng cho PLC hãng Seimens nói chung dựa phương pháp bản: - Phương pháp hình thang (Ladder Logic viết tắt LAD) - Phương pháp liệt kê lệnh (Statement List viết tắt STL) Chương giới thiệu thành phần phương pháp sử dụng chúng lập trình - Phương pháp lập trình theo sơ đồ khối (Funtion Block Diagramm FBD) có Version 3.0 phần mềm STEP Nếu chương trình viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình tự tạo chương trình theo kiểu STL tương ứng Ngược lại khơng phải chương trình viết theo kiểu STL chuyển sang dạng LAD Bộ lệnh phương pháp STL trình bày có chức tương ứng với mốt tiếp điểm, cuộn dây hộp dùng LAD Những lệnh phải đọc 15 phối hợp trạng thái tiếp điểm để đưa định giá trị trạng thái đầu giá trị logic cho phép, không cho phép thực chức (hay nhiều) hộp Để dễ dàng làm quen với thành phần LAD STL cần nắm định nghĩa sau đây: * Định nghĩa LAD: LAD ngơn ngữ lập trình đồ hoạ Những thành phần dùng LAD tương ứng với thành phần bảng điều khiển dùng rơle Trong chương trình LAD phần tử dùng để biểu diễn lệnh logic sau: - Tiếp điểm: biểu tượng (symbol) mô tả tiếp điểm rơle Các tiếp điểm thường đóng hay thường - Cuộn dây (coil): biểu tượng cung cấp cho rơ le mô tả rơle mắc theo chiều dịng điện - Hộp (box): biểu tượng mơ tả hàm khác nhau, làm việc có dịng điện chạy đến hộp Những dạng hàm thường biểu diễn hộp thời gian (Timer), đếm (Counter) hàm toán học Cuộn dây hộp phải mắc chiều dòng điện - Mạng LAD: đường nối phần tử thành mạch hoàn thiện, từ đường nguồn bên trái đến đường nguồn bên phải Đường nguồn bên trái dây nóng, đường nguồn bên phải dây trung hoà (neutral) đường trở nguồn cung cấp * Định nghĩa STL: Phương pháp liệt kê lệnh (STL) phương pháp thể chương trình dạng tập hợp câu lệnh Mỗi câu lệnh chương trình, kể câu lệnh hình thức biểu diễn chức PLC Định nghĩa ngăn xếp logic (logic stack): Stack – bit hay bit ngăn xếp Stack – bit thứ hai ngăn xếp Stack – bit thứ ba ngăn xếp Stack – bit thứ tư ngăn xếp Stack – bit thứ năm ngăn xếp Stack – bit thứ sáu ngăn xếp 16 Stack – bit thứ bảy ngăn xếp Stack – bit thứ tám ngăn xếp Stack – bit thứ chín ngăn xếp Để tạo chương trình dạng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng bit ngăn xếp logic S7 – 200 Ngăn xếp logic khối gồm bit chồng lên Tất thuật toán liên quan đến ngăn xếp làm việc với bit với bit đầu bit thứ hai ngăn xếp Giá trị logic gửi (hoặc nối thêm) vào ngăn xếp Khi phối hợp hai bit đầu S0 tiên ngăn xếp, ngăn xếp kéo lên bit Ngăn xếp tên S1 S2 bit ngăn xếp biểu diễn hình S3 * Đinh nghĩa FBD : Phương pháp sơ đồ khối sử dụng “ Hộp ” S4 cho chức Ký tự hộp cho biết chức năng(thí dụ ký tự S5 phép toán logic AND) Ngơn ngữ lập trình có ưu điểm người “ khơng S6 chun lập trình “ kỹ thuật viên cơng nghệ sử dụng dạng thảo S7 S8 Ví dụ ladder logic statement list: Hình mơ tả việc thực lệnh LD (viết tắt từ tiếng anh Load) đưa giá trị logic tiếp điểm I0.0 vào ngăn xếp theo cách biểu diễn LAD ,STL FBD LAD STL FBD Kết nối dây PLC thiết bị ngoại vi Việc kết nối dây PLC với ngoại vi quan trọng Nó định đến việc PLC giao tiếp với thiết bị lập trình (máy tính) hệ thống điều khiển hoạt động theo yêu cầu thiết kế hay khơng Ngồi việc nối dây cịn liên quan đến an toàn cho PLC hệ thống điều khiển 17 4.1 Giới thiệu CPU 214 cách kết nối với thiết bị ngoại vi Sơ đồ bề mặt điều khiển lập trình S7-200 CPU 214 cho hình 1.2 Ngõ Báo trạng thái hoạt động CPU Q0.0 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Công tắc chọn kiểu hoạt động SIEM S R S SIM S7I0.0 Cổng giao tiếp với máy tính Ngõ vào I0.7 I1.0 I1.5 CPU Cổng PPI Cổng kết nối với mô đun mở rộng Biến trở Báo trạng thái ngõ vào/ngõ Hình 1.2: Bộ điều khiển lập trình S7-200 CPU 214 Để cho điều khiển lập trình hoạt động người sử dụng phải kết nối PLC với nguồn cung cấp ngõ vào với thiết bị ngoại vi Muốn nạp chương trình vào CPU, người sử dụng phải soạn thảo chương trình thiết bị lập trình máy tính với phần mềm tương ứng cho loại PLC sử dụng nạp trực tiếp vào CPU copy chương trình vào card nhớ để cắm vào rãnh cắm card nhớ CPU PLC Thơng thường lập trình kiểm tra hoạt động PLC người lập trình thường kết nối trực tiếp thiết bị lập trình máy tính cá nhân với PLC Như vậy, để hệ thống điều khiển khiển PLC hoạt động lập trình cho nó, cần phải kết nối PLC với máy tính ngõ vào với ngoại vi 18 4.1.1 Kết nối với máy tính Đối với thiết bị lập trình hãng Siemens có cổng giao tiếp PPI kết nối trực tiếp với PLC thông qua sợi cáp Tuy nhiên máy tính cá nhân cần thiết phải có cáp chuyển đổi PC/PPI Sơ đồ nối máy tính với CPU thuộc họ S7200 cho hình 1.3 Hình 1.3: Kết nối máy tính với CPU qua cổng truyền thông PPI sử dụng cáp PC/PPI Tùy theo tốc độ truyền máy tính CPU mà cơng tắc 1,2,3 để vị trí thích hợp Thông thường CPU 214 thi tốc độ truyền thường đặt 9,6 KBaud (tức công tắc 123 đặt theo thứ tự 010) Tùy theo truyền thông 10 Bit hay 11 Bit mà công tắc đặt vị trí thích hợp Khi kết nối bình thường với máy tính cơng tắc chọn chế độ truyền thông 11 Bit Công tắc cáp PC/PPI sử dụng để kết nối port truyền thông RS-232 modem với S7-200 CPU Khi kết nối bình thường với máy tính cơng tắc đặt vị trí data Comunications Equipment (DCE) Khi kết nối cáp PC/PPI với modem port RS-232 cáp PC/PPI đặt vị trí Data Terminal Equipment (DTE) 19 4.1.2 Kết nối vào/ra với ngoại vi Các ngõ vào, PLC cần thiết để điều khiển giám sát trình điều khiển Các ngõ vào phân thành loại bản: số (Digital) tương tự (analog) Hầu hết ứng dụng sử dụng ngõ vào/ra số Trong đề cập đến việc kết nối ngõ vào/ra số với ngoại vi, ngõ vào/ra tương tự trình bày phần sau Đối với điều khiển lập trình họ S7-200, hãng Siemens đưa nhiều loại CPU với điện áp cung cấp cho ngõ vào khác Tùy thuộc loại CPU mà ta nối dây khác Việc thực nối dây cho CPU tra cứu sổ tay kèm theo hãng sản xuất * Nối nguồn cung cấp cho CPU Tùy theo loại họ PLC mà CPU khối riêng có đặt sẵn ngõ vào số chức đặc biệt khác Hầu hết PLC họ S7-200 nhà sản xuất lắp đặt khâu vào, khâu CPU vỏ hộp Nhưng nguồn cung cấp cho khâu hoàn toàn độc lập Nguồn cung cấp cho CPU họ S7-200 là: Xoay chiều: 20 29 VAC , f = 47 63 Hz; 85 264 VAC, f = 47 63 Hz Một chiều: 20,4 28,8 VDC * Kết nối ngõ vào số với ngoại vi Các ngõ vào PLC chế tạo khối riêng, kết hợp với ngõ chung khối tích hợp khối CPU Trong trường hợp vậy, ngõ vào phải cung cấp nguồn riêng với cấp điện áp tùy thuộc vào loại ngõ vào Cần lưu ý khối ngõ vào ngõ vào tích hợp sẵn CPU có nhóm cung cấp nguồn độc lập Vì cần lưu ý cấp nguồn cho nhóm Nguồn cung cấp cho khối vào họ S7200 là: Xoay chiều: 15 35 VAC , f = 47 63 Hz; dòng cần thiết nhỏ 4mA 79 135 VAC, f = 47 63 Hz; dòng cần thiết nhỏ 4mA 20 ... đây: - Chương trình kết thúc lệnh kết thúc chương trình (MEND) - Chương trình phận chương trình Các chương trình phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính, lệnh MEND - Các chương trình xử lý... hoạt động PLC người lập trình thường kết nối trực tiếp thiết bị lập trình máy tính cá nhân với PLC Như vậy, để hệ thống điều khiển khiển PLC hoạt động lập trình cho nó, cần phải kết nối PLC với... (với PLC khác với máy tính) Tồn chương trình điều khiển lưu nhớ nhớ PLC dạng khối chương trình (khối OB, FC FB) thực lặp theo chu kỳ vịng qt (Scan) Để thực chương trình điều khiển, tất nhiên PLC