TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN BỘ MÔN ĐIỆN KHÍ HÓA CUNG CẤP ĐIỆN ** & ** ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY IN HOA VĂN TRÊN KHĂN DÙNG PLC TẠI CÔNG TY ASC C[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN BỘ MƠN ĐIỆN KHÍ HĨA CUNG CẤP ĐIỆN ** & ** ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY IN HOA VĂN TRÊN KHĂN DÙNG PLC TẠI CÔNG TY ASC CHARWIE SINH VIÊN THỰC HIỆN: MÃ SỐ SV: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: VŨ ĐỖ CƯỜNG TP HỒ CHÍ MINH, Tháng - 201 Nước ta cơng cơng nghiệp hóa đại hóa để bước bắt kịp phát triển khu vực Đông Nam Á giới mắt kinh tế xã hội Công nghiệp sản xuất hàng hóa đóng vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế Việc tự động hóa lựa chọn không tránh khỏi lĩnh vực nhằm tạo sản phẩm có chất lượng cao, tăng khả cạnh tranh mạnh mẽ thị trường Cùng với ngành sản xuất khác, ngành dệt sản xuất hàng may mặc phát triển mạnh, mặt hàng vải đa dạng chủng loại, màu sắc hoa văn phong phú Các trang thiết bị máy móc phục vụ cơng nghiệp nước ta đa số cịn lạc hậu song nhu cầu sản xuất số máy khai thác Với nguồn vốn đầu tư hạn hẹp bên cạnh việc mua sắm trang thiết bị mới, đại cần phải cải tạo nâng cấp hệ thống thiết bị máy móc cũ để đáp ứng cho việc sản xuất Việc nâng cấp hệ thống nhằm nâng cao mức độ tự động hóa, tăng suất sản xuất Bước thực việc cải tạo nâng cấp hệ thống máy móc thay hệ thống điều khiển cũ sử dụng rơle thiết bị điều khiển lập trình PLC nhằm làm cho mạch điều khiển hệ thống gọn nhẹ, hoạt động xác đáng tin cậy quan trọng dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển có yêu cầu PLC thiết bị điều khiển công nghiệp sử dụng rộng rãi Việt Nam Vấn đề tự động hóa công nghiệp để giảm bớt lao động chân tay nâng cao suất lao động, đề tài bạn sinh viên, thầy cô trường kỹ thuật quan tâm nghiên cứu nhiều Việc khảo sát sử dụng phần mềm lập trình cho PLC họ SIMATIC S7 để điều khiển máy in hoa văn khăn tắm nội dung tập luận văn tốt nghiệp mà em trình bày MỤC LỤC Trang Chương I: A Giới thiệu chung thiết bị điều khiển lập trình PLC 1 B Giới thiệu chung thiết bị điều khiển lập trình PLC SIMATIC S7200 2 Cấu trúc phần cứng S7 – 200 - 2 Cấu trú nhớ Thực chương trình - 10 Cấu trúc chương trình S7 – 200 - 11 Chương II: Ngơn ngữ lập trình S7 – 200 Phương pháp lập trình 13 Các toán hạng giới hạn cho phép CPU 214 15 Một số lệnh - 16 Chương III: Qui trình cơng nghệ in khăn Giới thiệu công nghệ in 34 Các phần máy in - 36 Nguyên tắc hoạt động máy in -37 Các chương trình hoạt động máy in -37 Chương IV: Chương trình điều khiển hệ thống máy in hoa văn dùng PLC Các yêu cầu công nghệ hệ thống máy in -40 Qui định số tiếp điểm cuộn dây chương trình điều khiển 40 Lưu đồ giải thuật chương trình 42 Chương trình điều khiển dạng LAD 50 Chương trình điều khiển dạng STL 67 KẾT LUẬN KẾT LUẬN Qua 16 tuần thực đồ án, thời gian tương đối ngắn em cố gắng để thu thập thơng tin vấn đề liên quan đến đồ án cuối hoàn thành thời gian quy định Cũng qua đồ án em học hỏi thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu nghề nghiệp tương lai Hiểu rõ khó khăn cần phải giải bắt tay vào nghiên cứu vấn đề khoa học, cách bố trí thời gian cách hợp lý khoa học hồn thành Tuy nhiên lý khách quan nên em thực làm mô hình cho nội dung đồ án thêm phong phú Do thời gian điều kiện cịn hạn chế thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi, mong góp ý Thầy Cơ bạn sinh viên Một lần em chân thành cảm ơn q Thầy, Cơ Khoa Điện thầy VŨ ĐỖ CƯỜNG nhiệt tình hướng dẫn, tất bạn giúp em hoàn thành đồ án TÀI LIỆU THAM KHẢO Tự động hóa với SIMATIC S7 – 200 _ Dr.-Ing NGUYỄN DOÃN PHƯỚC Dr.-Ing PHAN XUÂN MINH NXB Nông Nghiệp Hà Nội, 1997 Kỹ thuật điêu khiển lập trình (SPS - PLC) _ NGÔ QUANG HÀ TRẦN VĂN TRỌNG Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Các tài liệu tham khảo qui trình cơng nghệ hệ thống máy in công ty ASC CHARWIE Các luận văn tốt nghiệp khóa trước trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật CHƯƠNG I A GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Trong cơng nghiệp sản xuất, để điều khiển dây chuyền, thiết bị máy móc cơng nghiệp … người ta thực kết nối linh kiện điều khiển rời (rơle, timer, contactor …) lại với tuỳ theo mức độ yêu cầu thành hệ thống điện điều khiển Công việc phức tạp thi công, sửa chữa bảo trì giá thành cao Khó khăn cần thay đổi hoạt động Một hệ thống điều khiển ưu việt mà phải chọn điều khiển cho máy sản xuất cần phải hội đủ yêu cầu sau: giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linh hoạt … Từ hệ thống điều khiển lập trình PLC (Programable Logic Control) đời giải vấn đề Thiết bị điều khiển lập trình nhà thiết kế cho đời năm 1968 (Công ty General Moto - Mỹ) Tuy nhiên, hệ thống đơn giản cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn việc vận hành hệ thống Vì nhà thiết kế bước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, việc lập trình cho hệ thống cịn khó khăn, lúc khơng có thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho cơng việc lập trình Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (programmable controller handle) đời vào năm 1969 Trong giai đoạn hệ thống điều khiển lập trình (PLC) đơn giản nhằm thay hệ thống Relay dây nối hệ thống điều khiển cổ điển Qua trình vận hành, nhà thiết kế bước tạo tiêu chuẩn cho hệ thống, tiêu chuẩn là: dạng lập trình dùng giản đồ hình thang Trong năm đầu thập niên 1970, hệ thống PLC cịn có thêm khả vận hành với thuật toán hổ trợ (arithmetic), “vận hành với liệu cập nhật” (data manipulation) Do phát triển loại hình dùng cho máy tính (Cathode Ray Tube: CRT), nên việc giao tiếp người điều khiển để lập trình cho hệ thống trở nên thuận tiện Ngoài nhà thiết kế tạo kỹ thuật kết nối với hệ thống PLC riêng lẻ thành hệ thống PLC chung, tăng khả hệ thống riêng lẻ Tốc độ xử lý hệ thống cải thiện, chu kỳ quét (scan) nhanh làm cho hệ thống PLC xử lý tốt với chức phức tạp, số lượng cổng ra/vào lớn Một PLC có đầy đủ chức như: đếm, định thời, ghi (register) tập lệnh cho phép thực yêu cầu điều khiển phức tạp khác Hoạt động PLC hoàn toàn phụ thuộc vào chương trình nằm nhớ, ln cập nhật tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ Những đặc điểm PLC: Thiết bị chống nhiễu Có thể kết nối thêm modul để mở rộng ngõ vào/ra Ngơn ngữ lập trình dễ hiểu Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển máy lập trình máy tính cá nhân Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ Bảo trì dễ dàng Do đặc điểm trên, PLC cho phép người điều hành không nhiều thời gian nối dây phức tạp cần thay đổi chương trình điều khiển, cần lập chương trình thay cho chương trình cũ Việc sử dụng PLC vào hệ thống điều khiển ngày thông dụng, để đáp ứng yêu cầu ngày đa dạng này, nhà sản xuất đưa hàng loạt dạng PLC với nhiều mức độ thực đủ để đáp ứng yêu cầu khác người sử dụng Để đánh giá PLC người ta dựa vào tiêu chuẩn chính: dung lượng nhớ số tiếp điểm vào/ra Bên cạnh cần ý đến chức như: vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngơn ngữ lập trình, khả mở rộng số ngõ vào/ra B Giới thiệu thiết bị điều khiển lập trình PLC SIMATIC S7 – 200 Cấu trúc phần cứng S7 – 200 CPU 214 PLC viết tắt Programmable Logic Control, thiết bị điều khiển logic lập trình được, cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển thơng qua ngơn ngữ lập trình S7 – 200 thiết bị điều khiển khả trình loại nhỏ hãng Siemens, 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 212 CPU 214 Về hình thức bên ngồi, khác hai loại CPU nhận biết nhờ số đầu vào/ra nguồn cung cấp CPU 212 có cổng vào, cổng có khả mở rộng thêm modul mở rộng CPU 214 có 14 cổng vào, 10 cổng có khả mở rộng thêm modul mở rộng S7 – 200 có nhiều loại modul mở rộng khác CPU 214 bao gồm: 2048 từ đơn (4K byte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile để lưu chương trình (vùng nhớ có giao diện với EEPROM) 2048 từ đơn (4K byte) kiểu đọc/ghi để lưu liệu, 512 từ đầu thuộc miền nhớ non-volatile 14 cổng vào 10 cổng logic Có modul để mở rộng thêm cổng vào/ra bao gồm modul analog Tổng số cổng vào/ra cực đại 64 cổng vào 64 cổng 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 bit nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái đặt chế độ làm việc Các chế độ ngắt xử lý ngắt bao 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 KHz 7KHz phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO kiểu PWM điều chỉnh tương tự Toàn vùng nhớ không bị liệu khoảng thời gian 190 PLC bị nguồn nuôi Hình Bộ điều khiển lập trình S7 – 200, CPU 214 ● Mô tả đèn báo S7 – 200, CPU 214 SF (đèn đỏ) Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng Đèn SF sáng lên PLC bị hỏng hóc RUN (đèn xanh) Đèn xanh RUN định PLC chế độ làm việc thực chương trình nạp máy STOP (đèn vàng) Đèn vàng STOP định PLC chế độ dừng Dừng chương trình thực lại Ix.x (đèn xanh) Đèn xanh cổng vào định trạng thái tức thời cổng Ix.x (x.x = 0.0 ÷ 1.5) Đèn báo hiệu trạng thái tín hiệu theo giá trị logic cổng Qy.y (đèn xanh) Đèn xanh cổng báo hiệu trạng thái tức thời cổng Qy.y (y.y = 0.0 ÷ 1.1) Đèn báo hiệu trạng thái tín hiệu theo giá trị logic cổng 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 đến 38.400 Chân Giải thích Chân Giải thích 1 Đất 6 VDC (điện trở 100V) 2 24 VDC 7 24 VDC (120mA tối đa) 3 Truyền nhận liệu 8 Truyền nhận liệu 4 Không sử dụng 9 Không sử dụng 5 Đất Để ghép nối S7 – 200 với máy lập trình PG702 với loại máy lập trình thuộc họ PG7xx sử dụng cáp nối thẳng MPI Cáp kèm theo máy lập trình Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với chuyển đổi RS232/RS485 Công tắc chọn chế độ làm việc PLC Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh cổng S7 – 200 có ba vị trí cho phép chọn chế độ làm việc khác cho PLC RUN cho phép PLC thực chương trình nhớ PLC S7 – 200 rời khỏi chế độ RUN chuyển sang chế độ STOP nế máy có cố chương trình gặp lệnh STOP, chí công tắc chế độ RUN Nên quan sát trạng thái thực PLC theo đèn báo STOP cưỡng PLC dừng thực chương trình chạy chuyển sang chế độ STOP Ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình nạp chương trình TERM cho phép máy lập trình tự định chế độ làm việc cho PLC chế độ RUN chế độ STOP Chỉnh định tương tự Điều chỉnh tương tự (1 CPU 212 CPU 214) cho phép điều chỉnh biến cần phải thay đổi sử dụng chương trình Núm chỉnh analog lắp đặt nắp đậy bên cạnh cổng Thiết bị chỉnh định quay 270o Pin nguồn nuôi nhớ Nguồn nuôi dùng để mở rộng thời gian lưu giữ cho liệu có nhớ Nguồn pin tự động chuyển sang trạng thái tích cực dung lượng tụ nhớ bị cạn kiệt phải thay vào vị trí để liệu nhớ khơng bị 2.Cấu trúc nhớ a Phân chia 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 phần bit nhớ đặc biệt kí hiệu SM (Special Memory) truy nhập để đọc Vùng chương trình: miền nhớ sử dụng để lưu lệnh chương trình Vùng thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi Vùng tham số: miền lưu giữ tham số như: từ khóa, địa trạm … vùng chương trình, vùng tham số thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi Vùng liệu: dùng để cất liệu chương trình bao gồm kết phép tính, số định nghĩa chương trình, đệm truyền thông … phần vùng nhớ thuộc kiểu non-volatile Vùng đối tượng: Timer, đếm, đếm tốc độ cao cổng vào/ra tương tự đặt vùng nhớ cuối Vùng không kiểu nonvolatile đọc/ghi Vùng liệu: Vùng liệu vùng nhớ động Nó truy nhập theo từng bit, từng byte, từng từ đơn hoặc từng từ kép sử dụng làm miền lưu trữ liệu cho thuật tốn hàm truyền thơng, lập bảng hàm dịch chuyển, xoay vòng ghi, trỏ địa … Vùng liệu lại chia thành miền nhớ nhỏ với công dụng khác Chúng ký hiệu chữ đầu tên tiếng Anh, đặc trưng cho công dụng chúng sau: V - Variable memory I - Input image regigter O - Output image regigter M - Internal memory bits SM - Speacial memory bits Tất miền truy nhập theo bit, byte, từ đơn (word-2byte) từ kép (2 word) Hình Mơ tả vùng liệu CPU 214 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 Miền V (đọc/ghi) Vùng đệm cổng vào I (đọc/ghi) Vùng nhớ nội M Vùng đệm (đọc/ghi) cổng Q (đọc/ghi) Vùng nhớ đặc biệt Vùng nhớ đặc SM (chỉ đọc) biệt (đọc/ghi) Địa truy nhập qui ước theo công thức: Truy nhập theo bit: Tên miền (+) địa byte (+)•(+) số bit Ví dụ V150.4 bit byte 150 thuộc miền V Truy nhập theo byte: Tên miền (+) B (+) địa byte miền Ví dụ VB150 150 thuộc miền V Truy nhập theo từ: Tên miền (+) W (+) địa byte cao từ miền Ví dụ VW150 từ đơn gồm byte150 151 thuộc miền V, byte 150 có vai trị byte cao từ 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 VB150 (byte cao) VB151 (byte thấp) VB150 Truy nhập theo từ kép: Tên miền (+) D (+) địa byte cao từ miền Ví dụ VD150 từ kép gồm byte150, 151, 152 153 thuộc miền V, byte 150 có vai trò byte cao byte 153 thấp từ kép 63 32 31 16 15 8 7 VB150 VB151 VB152 VB153 VD150 o Tất byte thuộc vùng liệu truy nhập trỏ Con trỏ định nghĩa miền V ghi AC1, AC2 AC3 Mỗi trỏ địa chỉ gồm byte (từ kép) c Vùng đối tượng: Vùng đối tượng sử dụng để lưu giữ liệu cho đối tượng lập trình giá trị tức thời, giá trị đặt trước đếm, hay Timer Dữ liệu kiểu đối tượng bao gồm ghi Timer, đếm, đếm tốc độ cao, đệm vào/ra tương tự ghi Accumulator (AC) Kiểu đối tượng bị hạn chế nhiều liệu kiểu đối tượng ghi theo mục đích cần sử dụng đối tượng Hình Vùng nhớ đối tượng phân chia sau: Bộ đệm cổng tương tự (chỉ ghi) Bộ đếm tốc độ cao (đọc/ghi) d Mở rộng ngõ vào/ra: Có thể mở rộng ngõ vào/ra PLC cách ghép nối thêm vào modul mở rộng phía bên phải CPU (CPU 214 nhiều modul), làm thành móc xích, bao gồm modul có kiểu Các modul mở rộng số hay rời rạc chiếm chỗ đệm, tương ứng với số đầu vào/ra modul Sau ví dụ cách đặt địa cho modul mở rộng CPU 214: MODUL MODUL MODUL MODUL (3vào MODUL (3vào CPU214 (4vào/4ra) (8 vào) analog /1ra (8 ra) analog /1ra analog) analog) I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I2.0 I3.0 Q3.0 I0.3 Q0.3 I2.1 I3.1 Q3.1 I0.4 Q0.4 I2.2 AIW0 AIW8 I3.2 Q3.2 I0.5 Q0.5 I2.3 AIW2 AIW10 I3.3 Q3.3 I0.6 Q0.6 AIW4 AIW12 I3.4 Q3.4 I0.7 Q0.7 Q2.0 I3.5 Q3.5 I1.1 Q1.0 Q2.1 AQW0 AQW4 I3.6 Q3.6 I1.2 Q1.1 Q2.2 I3.7 Q3.7 I1.3 Q2.3 I1.4 I1.5 Thực chương trình : PLC thực chương trình theo chu trình lặp Mỗi vịng lặp được gọi một vịng qt (scan) Mỗi vòng quét bắt đầu gian đoạn đọc liệu từ cổng vào vùng đệm ảo, gian đoạn thực chương trình Trong vịng qt, chương trình thực lệnh kết thúc lệnh kết thúc (MEND) Sau giai đoạn thực chương trình gian đoạn truyền thơng nội kiểm tra lỗi Vịng qt kết thúc giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo tới cổng Hình Chương trình thực theo vịng qt (scan) S7 – 200 Như vậy, thời điểm thực lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc mà thông qua đệm ảo cổng vùng nhớ tham số Việc truyền thông đệm ảo với ngoại vi giai đoạn CPU quản lý Khi gặp lệnh vào/ra lập tức thì hệ thống cho dừng cơng việc khác, chương trình xử lý ngắt, để thực lệnh cách trực tiếp với cổng vào/ra Nếu sử dụng chế độ xử lý ngắt, chương trình tương ứng với tín hiệu ngắt soạn thảo cài đặt phận chương trình Chương trình xử lý ngắt thực vòng quét xuất tín hiệu báo ngắt xảy điểm vòng quét Cấu trúc chương trình S7 – 200 Có thể lập trình cho S7 – 200 cách sử dụng phần mềm sau đây: STEP – Micro/DOS STEP – Micro/WIN Những phần mềm cài đặt 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 CHƯƠNG II NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA S7 – 200 Phương pháp lập trình: S7 – 200 biểu diễn mạch logic cứng dãy lệnh lập trình Chương trình bao gồm dãy lệnh S7 – 200 thực chương trình lệnh lập trình kết thúc lệnh cuối vòng Một vòng gọi vòng quét Một vòng (scan cycle) quét bắt đầu việc đọc trạng thái đầu vào, sau thực chương trình Scan cycle kết thúc việc thay đổi trạng thái đầu Trước bắt đầu vòng quét S7 – 200 thực thi nhiệm vụ bên nhiệm vụ truyền thơng Chu trình thực chương trình chu trình lặp Cách lập trình cho S7 – 200 nói riêng cho PLC Siemens nói chung dựa hai phương pháp lập trình bản: Phương pháp hình thang (Ladder ──┤├───( ) LD I0.0 = Q1.0 Hệ lệnh S7 – 200: chia làm ba nhóm Các lệnh mà thực làm việc độc lập khơng phụ thuộc vào giá trị logic ngăn xếp Các lệnh thực bit ngăn xếp có giá trị logic Các nhãn lệnh đánh dấu vị trí tập lệnh Các tốn hạng giới hạn cho phép CPU 214 Phương pháp truy nhập Truy nhập theo bit (địa byte, số bit) Truy nhập theo byte Truy nhập theo từ đơn (word) (địa byte cao) Thuy nhập theo từ kép (địa byte cao) Một số lệnh bản: Giới hạn cho phép toán hạng CPU 214 V (0.0 đến 4095.7) I (0.0 đến 7.7) Q (0.0 đến 7.7) M (0.0 đến 31.7) SM (0.0 đến 85.7) T (0 đến 7.7) C (0.0 đến 7.7) VB (0 đến 4095) IB (0 đến 7) MB (0 đến 31) SMB (0 đến 85) AC (0 đến 3) Hằng số VW (0 đến 4094) T (0 đến 127) C (0 đến 127) IW (0 đến 6) QW (0 đến 6) MW (0 đến 30) SMW (0 đến 84) AC (0 đến 3) AIW (0 đến 30) AQW (0 đến 30) Hằng số VD (0 đến 4092) ID (0 đến 4) QD (0 đến 4) MD (0 đến 28) SMD (0 đến 82) AC (0 đến 3) HC (0 đến 2) Hằng số a Lệnh vào/ra: ª LOAD (LD): Lệnh LD nạp giá trị logic tiếp điểm vào bit ngăn xếp, giá trị lại ngăn xếp bị đẩy lùi xuống bit ª LOAD NOT (LDN): Lệnh LD nạp giá trị logic tiếp điểm vào bit ngăn xếp, giá trị lại ngăn xếp bị đẩy lùi xuống a Lệnh nhảy lệnh gọi chương trình Các lệnh chương trình, khơng có lệnh điều khiển riêng, thực theo thứ tự từ xuống vịng qt Lệnh điều khiển chương trình cho phép thay đổi thứ tự thực lệnh Chúng cho phép chuyển thứ tự thực hiện, lệnh tiếp theo, tới lệnh khác chương trình, nơi điều khiển chuyển đến đánh dấu trước một nhãn đích Thuộc nhóm lệnh điều khiển chương trình gồm: lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình Nhãn đích, hay gọi đơn giản nhãn, phải đánh dấu trước thực nhảy hay lệnh gọi chương trình Việc đặt nhãn cho lệnh nhảy phải nằm chương trình Nhãn chương trình con, chương trình xử lý ngắt khai báo đầu chương trình Khơng thể dùng lệnh nhảy JMP để chuyển điều khiển từ chương trình vào vào nhãn chương trình chương trình xử lý ngắt Tương tự khơng thể từ chương trình hay chương trình xử lý ngắt nhảy vào nhãn nằm ngồi chương trình Lệnh gọi chương trình lệnh chuyển điều khiển đến chương trình Khi chương trình thực phép tính việc điều khiển lại chuyển trở lệnh chương trình sau lệnh gọi chương trình Từ chương trình gọi chương trình khác nó, gọi nhiều lần S7 – 200 Đệ qui (trong chương trình có lệnh gọi đến nó) ngun tắc không bị cấm song phải ý đến giới hạn Nếu lệnh nhảy hay lệnh gọi chương trình thực đỉnh ngăn xếp ln có giá trị logic Bởi chương trình lệnh có điều khiển thực lệnh không điều kiện Sau lệnh LBL (đặt nhãn) SBR, lệnh LD STL bị vô hiệu hóa Khi chương trình gọi, tồn nội dung ngăn xếp cất đi, đỉnh ngăn xếp nhận giá trị 1, bit khác lại ngăn xếp nhận giá trị logic chương trình chuyển tiếp đến chương trình gọi Khi thực xong chương trình trước điều khiển chuyển trở lại chương trình gọi nó, nội dung ngăn xếp cất giữ trước chuyển trở lại ngăn xếp Nội dung ghi AC khơng cất giữ gọi chương trình con, chương trình xử lý ngắt gọi, nội dung ghi AC cất giữ trước thực chương trình xử lý ngắt nạp lại chương trình xử lý ngắt thực xong Bởi chương trình xử lý ngắt tự sử dụng bốn ghi AC S7 – 200 ª JMP, CALL LAD n ─( JMP) n ─( CALL) ─( CRET) ─( RET) ª LBL, SBR : Lệnh nhảy JMP lệnh gọi chương trình SBR cho phép chuyển điều khiển từ vị trí đến vị trí khác chương trình Cú pháp lệnh nhảy lệnh gọi chương trình LAD STL có tốn hạng nhãn đích (nơi nhảy đến, nơi chứa chương trình con) STL Mơ tả Tốn hạng Lệnh nhảy thực việc n: chuyển điều khiển đến nhãn JMP Kn n chương trình CPU 212: 0÷63 Lệnh khai báo nhãn n CPU 214: 0÷255 JMP Kn chương trình Lệnh gọi chương trình con, thực phép chuyển điều n: CALL Kn khiển đến chương trình có nhãn n CPU 212: 0÷15 CPU 214: 0÷255 Lệnh gán nhãn cho SBR Kn chương trình Lệnh trở chương trình gọi chương trình có điều CRET kiện (bit đầu ngăn xếp có giá trị logic 1) Lệnh trở chương trình Khơng có gọi chương trình khơng RET điều kiện b Các lệnh can thiệp vào thời gian vòng quét MEND, END, STOP, NOP, WDR Các lệnh dùng để kết thúc chương trình thực hiện, kéo dài khoảng thời gian vịng qt Trong LAD STL chương trình phải kết thúc bằng lệnh kết thúc khơng điều kiện MEND Có thể sử dụng lệnh kết thúc có điều kiện END trước lệnh kết thúc không điều kiện Lệnh STOP kết thúc chương trình, chuyển điều khiển chương trình đến chế độ STOP Nếu gặp lệnh STOP chương trình chính, chương trình chương trình thực kết thúc Lệnh rỗng NOP khơng có tác dụng việc thực chương trình Cần lưu ý lệnh NOP phải đặt bên chương trình chính, chương trình chương trình xử lý ngắt Lệnh WDR khởi động lại đồng hồ quan sát (watchdog timer), chương trình tiếp tục thực vịng qt chế độ quan sát nên cẩn thận sử dụng lệnh WDR Việc chuyển công tắc cứng S7 – 200 vào vị trí STOP thực lệnh STOP chương trình nguyên nhân đặt điều khiển vào chế độ dừng khoảng thời gian 1,4s … c Các lệnh điều khiển Timer Timer tạo thời gian tín hiệu nên điều khiển thường gọi là khâu trễ Nếu ký hiệu tín hiệu (logic) vào x(t) thời gian trễ tạo Timer t tín hiệu đầu Timer x(t – t) S7 – 200 có 64 Timer (với CPU 212) 128 Timer (với CPU 214) chia làm hai loại khác là: Timer tạo thời gian trễ nhớ (On-Delay Timer), ký hiệu TON Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), ký hiệu TONR Hai kiểu Timer S7 – 200 (TON TONR) phân biệt với phản ứng trạng thái đầu vào Cả hai Timer kiểu TON TONR bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ thời điểm có sườn lên tín hiệu đầu vào, tức tín hiệu đầu vào chuyển trạng thái logic từ lên 1, gọi là thời gian Timer kích, khơng tính khoảng thời gian đầu vào có giá trị logic vào thời gian trễ tín hiệu đặt trước Khi đầu vào có giá trị logic 0, TON tự động reset cịn TONR khơng tự động reset Timer TON dùng để tạo thời gian trễ khoảng thời gian (miền liên thơng), cịn với TONR thời gian trễ tạo nhiều khoảng thời gian khác Timer TON TONR bao gồm loại với ba độ phân giải khác nhau, độ phân giải 1ms, 10ms 100ms Thời gian trễ t tạo tích độ phân giải Timer chọn giá trị đặt trước cho Timer Ví dụ Timer có độ phân giải 10ms giá trị đặt trước 50 thời gian trễ t = 500ms Timer S7 – 200 có tính chất sau: Các Timer điều khiển cổng vào giá trị đếm tức thời Giá trị đếm tức thời Timer nhớ ghi byte (gọi T-word) Timer, xác định khoảng thời gian trễ kể từ Timer kích Giá trị đặt trước Timer ký hiệu LAD STL PT Giá trị đếm tức thời ghi T-word thường xuyên so sánh với giá trị đặt trước Timer Mỗi Timer, ghi byte T-word lưu giá trị đếm tức thời, cịn có bit ký hiệu T-bit, thị trạng thái logic đầu Giá trị logic bit phụ thuộc vào kết so sánh giá trị đếm tức thời với giá trị đặt trước Trong khoảng thời gian tín hiệu x(t) có giá trị logic 1, giá trị đếm tức thời T-word cập nhật thay đổi tăng dần đạt giá trị cực đại Khi giá trị đếm tức thời lớn hay giá trị đặt trước, T-bit có giá trị logic Độ phân giải loại Timer Lệnh Độ phân giải ms 10 ms TON 100 ms ms TONR 10 ms S7 – 200, CPU 214 Giá trị cực đại CPU 214 32,767 s T32 T96 327,67 s T33 ÷ T36, T97 ÷ T100 3276,7 s T32 ÷ T96, T101 ÷ T127 32,767 s T0 T64 327,67 s T1 ÷ T4, T65 ÷ T68 100 ms 3276,7 s T5 ÷ T31, T69 ÷ T95 Cú pháp khai báo sử dụng Timer sau: LAD Mô tả Toán hạng Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TON để Txx (word) tạo thời gian trễ tính từ đầu vào IN CPU214:32÷63 TON—Txx kích Nếu giá trị đếm tức thời 96÷127 — IN lớn giá trị đặt trước PT PT: VW, T, T-bit có giá trị logic reset (word) C, IW, — PT Timer kiểu TON lệnh R QW,MW,SMW, giá trị logic đầu vào IN AC,AIW,hằngsố Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TONR để Txx (word) tạo thời gian trễ tính từ đầu vào IN CPU214: ÷31 TONR—Txx kích Nếu giá trị đếm tức thời 64 ÷95 — IN lớn giá trị đặt trước PT PT: VW, T, T-bit có giá trị logic Chỉ (word) C, IW, — PT reset Timer kiểu TON lệnh R cho T- QW,MW,SMW, bit AC,AIW,hằngsố Khi sử dụng Timer kiểu TONR, giá trị đếm tức thời lưu lại không bị thay đổi khoảng thời gian tín hiệu đầu vào có logic Giá trị Tbit khơng nhớ mà hoàn toàn phụ thuộc vào kết so sánh giá trị đếm tức thời giá trị đặt trước Khi reset Timer, T-word T-bit đồng thời xóa có giá trị 0, giá trị đếm tức thời đặt tin hiệu đầu có trạng thái logic d Các lệnh điều khiển Counter Counter đếm thực chức đếm sườn xung S7 – 200 Các đếm S7 – 200 chia làm hai loại: đếm tiến (CTU) đếm tiến/lùi (CTUD) Bộ đếm tiến CTU đếm số sườn lên tín hiệu logic đầu vào, tức đếm số lần thay đổi trạng thái logic từ lên tín hiệu Số xung đếm được, ghi vào ghi byte đếm, gọi ghi C-word Nội dung ghi C-word, gọi giá trị đếm tức thời đếm, so sánh với giá trị đặt trước đếm, ký hiệu PV Khi giá trị đếm tức thời lớn giá trị đặt trước đếm báo cách đặt giá trị logic vào bit đặc biệt nó, gọi C-bit Trường hợp giá trị đếm tức thời nhỏ giá trị đặt trước C-bit có giá trị logic Khác với Timer, đếm CTU CTUD có chân nối với tín hiệu điều khiển xóa để thực việc đặt lại chế độ khởi phát ban đầu (reset) cho đếm, ký hiệu chữ R LAD, hay qui định trạng thái logic bit ngăn xếp STL Bộ đếm reset tín hiệu xố có mức logic lệnh R (reset) thực với Cbit Khi đếm reset, C-word C-bit nhận giá trị Bộ đếm tiến/lùi CTUD đếm tiến găp sườn lên xung vào cổng đếm tiến, ký hiệu CU bit thứ ngăn xếp STL, đếm lùi gặp sườn lên xung vào cổng đếm lùi, ký hiệu CD LAD bit thứ ngăn xếp STL Bộ đếm tiến CTU có miền giá trị đếm tức thời từ đến 32.767 Bộ đếm tiến/lùi CTUD có miền giá trị đếm tức thời từ –32.768 đến 32.767 LAD Mô tả Toán hạng Cxx : (word) Khai báo đếm tiến theo sườn lên CTU – Cxx CPU 214: ÷47 CU Khi giá trị đếm tức thời C-word Cxx 80 lớn giá trị đặt trước PV, —CU ÷127 C-bit (Cxx) có giá trị logic Bộ —PV PV :(word): VW, đếm reset đầu vào R có giá trị —R T,C,IW,QW,MW, logic Bộ đếm ngừng đếm C SMW, AC, AIW, word Cxx đạt giá trị cực đại hằngsố,*VD,*AC Khai báo đếm tiến/lùi, đếm tiến theo sườn lên CU, đếm lùi theo sườn lên Cxx : (word) CTUD – Cxx CD Khi giá trị đếm tức thời C-word CPU 214: 48 ÷79 —CU Cxx lớn giá trị đặt trước —PV PV, C-bit (Cxx) có giá trị logic PV :(word): VW, —CD Bộ đếm ngừng đếm tiến C-word Cxx T,C,IW,QW,MW, —R đạt giá trị cực đại 32.767 SMW, AC, AIW, ngừng đếm lùi C-word Cxx đạt hằngsố,*VD,*AC giá trị cực đại –32.768 CTUD reset đầu vào R có giá trị logic e Các lệnh di chuyển nội dung ô nhớ Các lệnh di chuyển thực việc di chuyển chép số liệu từ vùng sang vùng khác nhớ Trong LAD STL lệnh dịch chuyển thực việc di chuyển hay chép nội dung byte, từ đơn, từ kép từ vùng sang vùng khác nhớ Lệnh trao đổi nội dung vủa hai byte từ đơn thực việc chuyển nội dung byte thấp sang byte cao ngược lại chuyển nội dung byte cao sang byte thấp từ ª MOV_B (LAD) Lệnh chép nội dung byte IN sang byte OUT ª MOVB (STL) ª MOV_W (LAD) Lệnh chép nội dung từ đơn IN sang OUT ª MOVW (STL) ª MOV_DW (LAD) Lệnh chép nội dung từ kép IN sang OUT ª MOVD (STL) ª MOV_R (LAD) Lệnh chép số thực từ IN (4byte) sang ª MOVR (STL) OUT (4byte) Cú pháp lệnh dịch chuyển sau: LAD STL Toán hạng MOV_B — EN — IN OUT— MOVB IN OUT IN : VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (byte) số, *VD, *AC OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (byte) *VD, *AC MOV_W IN : VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ đơn) số, *VD, *AC — EN — IN OUT— MOV_DW — EN — IN OUT— MOV_R — EN — IN OUT— f MOVW IN OUT MOVD IN OUT MOVR IN OUT OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ đơn) *VD, *AC IN : VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ kép) số, *VD, *AC OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ kép) *VD, *AC IN : VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ kép) số, *VD, *AC OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ kép) *VD, *AC Sử dụng đếm tốc độ cao: Bộ đếm tốc độ cao sử dụng để theo dõi điều khiển q trình có tốc độ cao mà PLC khống chế bị hạn chế thời gian vòng quét Trong CPU 214 có ba đếm tốc độ cao đánh số là: HSC0, HSC1 HSC2 Nguyên tắc hoạt động đếm tốc độ cao tương tự đếm thông thường khác, tức đếm theo sườn lên tín hiệu đầu vào Số đếm hệ thống ghi nhớ vào ô nhớ đặc biệt kiểu từ kép gọi giá trị đếm tức thời ký hiệu CV Khi giá trị đếm tức thời giá trị đặt trước đếm phát tín hiệu báo ngắt Giá trị đặt trước số nguyên 32 bit lưu ô nhớ kiểu từ kép, ký hiệu PV Chọn chế độ làm việc cho Bộ đếm tốc độ cao lệnh HDFE kích đếm sau khai báo chế độ làm việc lệnh HSC Nguyên lý làm việc đếm tốc độ cao: o HSC0: Tần số đếm cực đại cho phép HSC0 KHz Bộ đếm HSC0 sử dụng cổng vào I0.0 có chế độ làm việc đếm tiến lùi số sườn lên tín hiệu đầu vào ngõ vào I0.0 HSC0 sử dụng từ kép SMD38 để lưu giá trị đếm tức thời CV, giá trị đặt trước PV ghi vào từ kép SMD42 (cả hai giá trị PV CV số nguyên 32 bit có dấu) Chiều đếm tiến/lùi HSC0 qui định trạng thái bit SM37.3 sau: SM37.3 = đếm lùi theo sườn lên I0.0 = đếm tiến theo sườn lên I0.0 Các bước khai báo sử dụng HSC0 (nên thực vòng quét đầu tiên): Nạp giá trị điều khiển phù hợp cho SMB37 Xác định chế độ làm việc cho đếm lệnh HDEF (do HSC0 có chế độ làm việc nên lệnh xác định là: HDEF K0 K0) Nạp giá trị tức thời ban đầu giá trị đặt trước vào SMD38 SMD42 Khai báo sử dụng chế độ ngắt vào kích tín hiệu báo ngắt HSC0 lệnh ATCH Kích đếm lệnh HSC K0 o HSC1: tần số đếm cực đại ngõ vào 7KHz HSC1 đếm linh hoạt, sử dụng bốn đầu vào I0.6, I0.7, I1.0 I1.1 với 12 chế độ làm việc khác nhau. HSC1 sử dụng từ kép SMD48 để lưu giá trị đếm tức thời CV, giá trị đặt trước PV ghi vào từ kép SMD52 (cả hai giá trị PV CV số nguyên 32 bit có dấu) Khác với HSC0, HSC1 có ba khả đếm: Đếm tiến lùi theo sườn lên I0.6 (chế độ 0, 1, 2, 3, 4, 5) Đếm tiến theo sườn lên I0.6 lùi theo sườn lên I0.7 (chế độ 6, 7, 8) Đếm tiến lùi số lần lệch giá trị logic hai cổng I0.6 I0.7, tức số phép tính logic XOR I0.6 I0.7 có kết (chế độ 6, 7, 8) Chiều đếm (tiến hay lùi) chế độ 0, 1, quy định bit SM47.3 sau: SM47.3 = đếm lùi theo sườn lên I0.6 = đếm tiến theo sườn lên I0.6 chế độ 3, 4, đầu vào I0.7 sau: I0.7 = đếm lùi theo sườn lên I0.6 = đếm tiến theo sườn lên I0.6 HSC1 có hai tần số đếm Trong chế độ 0÷8 tần số đếm tần số thay đổi trạng thái tín hiệu đầu vào 7KHz, riêng chế độ 9, 10, 11 tùy theo khai báo sử dụng mà tần số đếm gấp lần tần số biến thiên trạng thái kết phép tính XOR I0.6 I0.7 Do chế độ 9, 10, 11 tần số đếm cực đại cho phép HSC1 28KHz Cấu trúc byte SMB47 gọi byte điều khiển HSC1 sau SM47.0 Kiểu reset cho tín hiệu xố I0.0 (chế độ 1,2,4,5,7,8,10,11) SM47.1 Kiểu kích cho tín hiệu khởi động I1.1 (chế độ 2,5,8,11) SM47.2 Tần số đếm HSC1 (chế độ 9,10,11) SM47.3 Chiều đếm: - đếm lùi, - đếm tiến SM47.4 Cho phép đổi chiều đếm: 0-không cho phép, 1-cho phép Cho phép sửa đổi giá trị đặt trước: 0-không cho phép, 1-cho SM47.5 phép SM47.6 Cho phép sửa đổi giá trị tức thời: 0-không cho phép, 1-cho phép SM47.7 1-cho phép kích HSC1, 0-cho phép huỷ HSC1 ¯Các bước khai báo sử dụng HSC1 (nên thực vòng quét đầu tiên): Nạp giá trị điều khiển phù hợp cho SMB47 (ví dụ 16#F8=248) Xác định chế độ làm việc cho đếm lệnh HDEF Nạp giá trị tức thời ban đầu vào SMD48 giá trị đặt trước vào SMD52 Khai báo sử dụng chế độ ngắt vào/ra kích tín hiệu báo ngắt HSC0 lệnh ATCH Kích đếm lệnh HSC Khi sử dụng HSC1 với chế độ ngắt vào/ra, tín hiệu báo ngắt sau phát: Báo ngắt CV=PV tín hiệu báo ngắt kiểu 13 khai báo o Báo ngắt có tín hiệu báo thay đổi chiều đếm từ I0.7, tín hiệu báo ngắt kiểu 14 khai báo Báo ngắt HSC1 bị reset I1.0, tín hiệu báo ngắt kiểu 15 khai báo HSC2: HSC2 có nguyên lý làm việc giống HSC1 HSC1 HSC2 làm việc độc lập, không ảnh hưởng Các ngõ vào I0.6, I0.7, I1.0, I1.1 HSC1 thay I1.2, I1.3, I1.4 I1.5 HSC2 Cấu trúc byte SMB57 gọi byte điều khiển HSC2, sau: SM57.0 Kiểu reset cho tín hiệu xóa I1.4 (chế độ 1,2,4,5,7,8,10,11) SM57.1 Kiểu kích cho tín hiệu khởi động I1.5 (chế độ 2,5,8,11) SM57.2 Tần số đếm HSC2 (chế độ 9,10, 11) SM57.3 Chiều đếm: - đếm lùi, - đếm tiến SM57.4 Cho phép đổi chiều đếm: - không cho phép, – cho phép SM57.5 Cho phép sửa đổi giá trị đặt trước: -không cho phép, 1–cho phép Cho phép sửa đổi giá trị đếm tức thời:0 -không cho phép, 1-cho SM57.6 phép SM57.7 – cho phép kích HSC2, – cho phép hủy HSC2 HSC2 có ba khả đếm giống HSC1 tần số đếm chế độ giống HSC1 ¯ Thủ tục khai báo sử dụng đếm tốc độ cao: Khai báo sử dụng đếm HSC0, HSC1 HSC2 nên thực vòng quét đầu tiên, mà bit SM0.1 có giá trị logic Thủ tục khai báo tốt chương trình chương trình gọi lệnh CALL vịng qt đầu Các cơng việc chương trình khai báo sử dụng Bộ đếm tốc độ cao bao gồm: v Nạp giá trị kiểu hoạt động phù hợp cho byte điều khiển Ví dụ khai báo kiểu hoạt động cho HSC1 với: o Tín hiệu xóa ngồi tích cực có logic phải ghi vào SM47.0 o Tín hiệu kích (start) ngồi tích cực có logic ghi vào SM47.1 o Tần số đếm tần số tín hiệu vào ghi vào SM47.2 o Đếm tiến theo sườn lên tín hiệu vào ghi vào SM47.3 o Cho phép đổi chiều đếm ghi vào SM47.4 o Cho phép thay đổi giá trị dặt trước ghi vào SM47.5 o Cho phép thay đổi giá trị đếm tức thời ghi vào SM47.6 o Cho phép kích HSC1 ghi vào SM47.7 ... MINH NXB Nông Nghiệp Hà Nội, 1997 Kỹ thuật điêu khiển lập trình (SPS - PLC) _ NGÔ QUANG HÀ TRẦN VĂN TRỌNG Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Các tài liệu tham khảo qui trình... trình cơng nghệ hệ thống máy in công ty ASC CHARWIE Các luận văn tốt nghiệp khóa trước trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật CHƯƠNG I A GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC Trong cơng nghiệp... án em học hỏi thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu nghề nghiệp tương lai Hiểu rõ khó khăn cần phải giải bắt tay vào nghiên cứu vấn đề khoa học, cách bố trí thời gian cách hợp lý khoa học hồn