hệ thống cửa tự động điều khiển bằng plc

Trong hoàn cảnh đó bộ điều khiển lập trình PLC đã được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle và thiết bị cồng kềnh , nó tạo ra một khả năng điều khiển th

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Hệ Thống Cửa Tự Động điều khiển bằng PLC

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : LÂM TĂNG ĐỨC

SINH VIÊN THỰC HIỆN : LÊ VĂN NGHĨA

MÃ SINH VIÊN : 105110055

NHÓM : 40

ĐÀ NẴNG 5/2012

SVTH: LÊ VĂN NGHĨA Trang 2

MỞ ĐẦU

Ngày nay, Điện – điện tử với công nghệ vi mạch tích hợp cao và

sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin đã tạo ra những đột phá mới trong lĩnh vực TỰ ĐỘNG HÓA Sự xuất hiện ngày

càng nhiều cùng với những tính năng ưu việt, linh hoạt của các bộ

điều khiển lập trình, modul xử lý, truyền thông giao tiếp đã mang

lại hiệu quả cao cho quá trình sản xuất

Hiện nay, các nhà sản xuất đang đứng trước thách thức hội nhập

chiếm lĩnh thị trường nhằm ổn định và phát triển, do đó họ đều

muốn đầu tư vào các công nghệ sản xuất hiện đại, Tự động hóa

nhằm giảm thiểu chi phí nhân công, ổn định sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất, an toàn lao động, môi trường và

sản xuất khép kín, đồng bộ Toàn bộ các hoạt động của quá trình sản xuất đều được giám sát và quản lý toàn diện thông qua giải pháp tự động hóa

Do tính ưu việt và xu hướng phát triển của hệ thống điều

khiển tự động ứng dụng của bộ PLC, nên em nhận đề tài “ Hệ

Thống Cửa Tự Động” điều khiển bằng PLC

Thiết bị khả trình PLC mà em sử dụng để viết chương trình điều khiển trong đồ án môn học này là PLC của SIMENS Trong quá

trình làm đồ án cũng gặp nhiều khó khăn, nhưng được sự

hướng dẫn của thầy LÂM TĂNG ĐỨC và các bạn trong nhóm

đã giúp em hoàn thành đồ án này

Mặc dù đã cố gắng nhưng chắn không tránh khỏi sai sót Rất

mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, các quý bạn đọc,

cũng như các bạn đồng nghiệp để đồ án được hoàn thiện hơn

ở các khu thương mại, tòa nhà công nghệ cao, các trung tâm mua sắm… và

cả trong những căn nhà sang trọng, tiện nghi

Mục đích thiết kế cửa tự động là để tạo ra một loại cửa vừa duy trì được những đặc tính cần có của cửa, vừa khắc phục những nhược điểm lớn của loại cửa bình thường và đem lại sự tiện nghi, thoải mái cho người sử dụng Do đó khi sử dụng cửa tự động, người dùng hoàn toàn không phải tác dụng trực tiếp lên cánh cửa mà cửa vẫn tự động đóng mở theo ý muốn của mình Với tính năng này, cửa tự động mang lại những thuận lợi lớn cho người sử dụng

Thứ nhất, cửa tự động rõ ràng đem lại sự thoải mái cho người dùng, loại bỏ hoàn toàn cảm giác ái ngại, khó chịu như khi dùng cửa thường

Thứ hai, nếu người dùng cửa đang bê vác vật gì đó (bằng cả hai tay) thì cửa tự động không những tạo cảm giác thoải mái mà thực sự đã giúp người dùng, tạo thuận lợi cho người hoàn thành công việc mà không bị cản trở

Thứ ba, sử dụng cửa tự động sẽ giúp người dùng nó đỡ tốn thời gian để đóng mở cửa tức là tiết kiệm cho họ một khoảng thời gian dù nhỏ nhưng cũng

có thể rất cần thiết trong nhịp sống hiện đại ngày nay

Đặc biệt, ở những nơi công cộng, công sở, trung tâm thương mại, cửa

tự động ngày càng phát huy ưu điểm Vì nó sẽ giúp cho lưu thông qua cửa nhanh chóng và dễ dàng, cũng như sẽ giảm đi những va chạm khi nhiều người cùng sử dụng một cánh cửa Thêm vào đó, hiện nay hệ thống máy lạnh được

sử dụng khá rộng rãi ở trung tâm thương mại, công sở… Nếu ta dùng loại cửa bình thường thì phải đảm bảo cửa luôn đóng kín khi không có người qua lại

để tránh thoát hơi lạnh ra ngoài gây lãng phí Do đó, cửa tự động với tính chất

là luôn đóng khi không có người qua lại đã đáp ứng tốt yêu cầu này

Chính những ưu điểm nổi bật trên mà cửa tự động ngày càng được nâng cấp , cải tiến và sử dụng rộng rãi

1.2 Mô hình cửa tự động:

Cửa cuốn

Cửa trượt

SVTH: LÊ VĂN NGHĨA Trang 4

Đây là loại cửa phổ biến nhất hiện nay

Cửa trượt được thiết kế rất toàn vẹn, nó có thể nhận biết được người, hàng

hóa cũng như loài vật có thể đi qua

Nhược điểm của loại cửa này là không chắc chắn, nhẹ nhàng, nhưng lại rất

cồng kềnh.

Một số hình ảnh khóa tự động được sử dụng trong thực tế

- Khóa tự động dùng thẻ card:

- Khóa tự động kiểu nhập số:

-Khóa tự động kết hợp nhập số và thẻ card:

SVTH: LÊ VĂN NGHĨA Trang 6

Mô hình cửa thiết kế trong đề tài

I.Yêu cầu công nghệ

_ Mục đích của việc sử dụng cửa tự động tạo ra cho con người được cảm

giác thoải mái, thuận tiện và an toàn hơn

_ Hoạt động:

Việc đóng mở cửa dựa trên nguyên tắc đảo chiều động cơ, dung 2 rơle nối với

để dảo chiều động cơ

SVTH: LÊ VĂN NGHĨA Trang 8

Sơ đồ đảo chiều động cơ

1.3 Nguyên tắc hoặc động:

Khi có người trước cửa một khoảng nhất định thì cửa sẽ mở hết cỡ

Nếu người đi qua cửa với khoảng cách nhất định, khi cảm biến không còn tác động nữa thì cửa sẽ đóng Nếu trong quá trình đóng mà có người đi tới thì cửa

sẽ tự động mở lại Quá trình được lặp đi lặp lại vô tận

Hoạt động của cửa dựa theo tính hiệu của cảm biến, khi CB trên

có tính hiệu rơle1 có tính hiệu mở cửa CTHT bên có tính hiệu dừng động cơ, sau khoảng 10s thì cửa đóng lại CTHT có

tính hiệu thì dừng động cơ (CB bên có nhiệm vụ chống kẹt, khi người

chưa đi qua cửa mà cửa đóng lại, CB bên có tính hiệu thì mở cửa)

+ Chế độ an ninh:

Hoạt động của cửa dựa vào tính hiệu từ bàn phím khóa đưa vào,

sau khi nhập xong thực hiện tính toán so sánh với mật khẩu

được chọn, đúng thì mở cửa CTHT bên có tính hiệu dừng động

cơ, sau khoảng 10s thì cửa đóng lại CTHT có tính hiệu thì dừng

động cơ

Nếu nhập sai quá 3 lần thì khóa hệ thống 30 phút và chuông báo động kêu

LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN:

Lưu đồ thuật toán tổng quát của chế độ khóa số:

SVTH: LÍ VĂN NGHĨA Trang 10

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC VĂ CÂC LỆNH CĂN BẢN CỦA PLC

I TỔNG QUAN PLC

1 Đặc điểm bộ điều khiển lập trình

Hiện nay nhu cầu về một bộ điều khiển linh hoạt và có giá thành thấp đã

thúc đẩy sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (programmable

logic control ) Hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay

quá trình hoạt động Trong hoàn cảnh đó bộ điều khiển lập trình (PLC) đã

được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle

và thiết bị cồng kềnh , nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dể dàng và

linh hoạt dựa trên việc lập trình các lệnh logic cơ bản , ngoài ra PLC còn có thể

thực hiện được những tác vụ khác như làm tăng khả năng cho những hoạt

động phức tạp

Sơ đồ khối bên trong PLC

- Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả trạng thái tín hiệu ở ngõ vào được

đưa về từ quá trình điều khiển ,thực hiện logic được lập trong chương trình và

kích ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng Với các mạch giao

tiếp chuẩn ở khối vào và khối ra của PLC cho phép nó kết nối trực tiếp đến

những cơ cấu tác động (actuators) có công suất nhỏ ở ngõ ra và những mạch

chuyển đổi tín hiệu (transducers) ở ngõ vào ,mà không cần có các mạch giao

tiếp hay rơle trung gian Tuy nhiên ,cần phải có mạch điện tử công suất trung

gian khi PLC điều khiển những thiết bị có công suất lớn

- Việc sử dụng PLC cho phép chúng ta hiệu chỉnh hệ thống mà không cần có

sự thay đổi nào về mặt kết nối dây ;sự thay đổi chỉ là thay đổi chương trình

Bộ nhớ

chương

trình

Đơn vị điều khiển

Khối ngỏ vào

Mạch giao tiếp cảm biến

Panel lập

trình

Bộ nhớ dữ liệu

Khối ngỏ ra

Mạch công suất

& cơ cấu tác động

điều khiển trong bộ nhớ thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng Hơn nữa ,chúng còn có ưu điểm là thời gian lắp đặt và đưa vào hoạt động nhanh hơn so với hệ thống điều khiển truyền thống mà đòi hỏi cần phải thực hiện việc nối dây phức tạp giữa các thiết bị rời

- Về phần cứng , PLC tương tự như máy tính truyền thống và chúng có các đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp

 Cấu trúc dạng modul do đó dễ dàng thay thế , tăng khả năng (nối

thêm modul mở rộng vào / ra ) và thêm chức năng (nối thêm modul chuyên dùng)

 Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở ngỏ vào và ngỏ ra được

chuẩn hoá

 Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng : Ladder , Intruction

,Functionchat dể hiểu và dể sử dụng

 Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng

Những đặc điểm trên làm cho PLC được sử dụng nhiều trong việc điều khiển các máy móc công nghiệp và trong điều khiển quá trình

2 Những khái niệm cơ bản

Bộ điều khiển lập trình là ý tưởng của một nhóm kĩ sư hãng General Motors Vào năm 1968 họ đã đề ra các chỉ tiêu kĩ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu điều khiển trong công nghiệp :

 Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển , sử dụng thích hợp

trong nhà máy

 Cấu trúc dạng modul để dễ dàng bảo trì và sửa chữa

 Tin cậy hơn trong môi trường sản xuất của nhà máy công nghiệp

 Dùng linh kiện bán dẫn nên có kích thước nhỏ hơn mạch rơ-le chức

năng tương đương

- Những chỉ tiêu này tạo sự quan tâm của các kĩ sư thuộc nhiều ngành nghiên cứu về khả năng ứng dụng của PLC trong công nghiệp Các kết quả nghiên cứu đã đưa ra thêm một số yêu cầu cần phải có trong chức năng của PLC: tập lệnh từ các lệnh logic đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thời, tác vụ đếm , sau đó là các lệnh xử lý toán học , xử lý bảng dữ liệu , xử lý xung tốc độ cao , tính toán số liệu số thực 32 bit , xử lý thời gian thực đọc mã mạch , vv

- Đồng thời sự phát triển về phần cứng cũng đạt được nhiều kết quả như bộ nhớ

lớn hơn , số lượng ngõ vào / ra nhiều hơn , nhiều modul chuyên dùng hơn Vào những năm 1976 PLC có khả năng điều khiển các ngõ vào / ra bằng kĩ thuật truyền thông , khoảng 200 mét

- Các họ PLC của các hãng sản xuất phát triển từ loại hoạt động độc lập chỉ với 20 ngõ vào/ra và dung lượng bộ nhớ chương trình 500 bước đến các

SVTH: LÍ VĂN NGHĨA Trang 12

PLC có cấu trúc modul nhằm dễ dàng mở rộng thêm khả năng và các chức năng chuyên dùng khác

 Xử lý tín hiệu liên tục (analog)

 Điều khiển động cơ servo , động cơ bước

 Truyền thông

 Số lượng ngõ vào/ra

 Bộ nhớ mở rộng

- Với cấu trúc modul cho phép chúng ta mở rộng hay nâng cấp một hệ

thống điều khiển dùng PLC với chi phí và công sức ít nhất Bảng1.1: So sánh đặc tính kỹ thuật giữa những hệ thống điều khiển

Giá thành từng

chức năng

Mất nhiều thời gian lập trình

Lập trình và lắp đặt đơn giản Khả năng điều

khiển tác vụ phức

tạp

Để thay đổi điều

khiển

Công tác bảo trì Kém -có rất

nhiều công tắc

Kém-nếu IC được hàn

Kém -có nhiều mạch điện tử chuyên dùng

Tốt -các modul được tiêu chuẩn hóa

- Theo bảng so sánh ,PLC có những đặc điểm về phần cứng và phần mềm làm cho nó trở thành bộ điều khiển công nghiệp được sử dụng rộng rãi

3 Cấu trúc phần cứng của PLC

- PLC gồm ba khối chức năng cơ bản : Bộ vi xử lý , bộ nhớ , bộ vào/ra

Trạng thái ngõ vào của PLC được phát hiện và lưu vào bộ nhớ đệm PLC thực hiện các lệnh logic trên các trạng thái của chúng và thông qua chương trình trạng thái ngỏ ra được cập nhật và lưu trữ vào bộ nhớ đệm sau đó trạng thái ngỏ ra trong bộ nhớ đệm được dùng để đóng mở các tiếp điểm kích hoạt các thiết bị tương ứng , như vậy sự hoạt động của các thiết bị được điều khiển hoàn toàn tự động theo chương trình trong bộ nhớ , chương trình được nạp vào PLC thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng

3.1 Bộ xử lý trung tâm (CPU - Center - Processing - Unit)

Bộ xử lý trung tâm ü điều khiển và quản lý tất cả hoạt động bên trong của PLC.Việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và khối vào ra được thực hiện

thông qua hệ thống bus dưới sự điều khiển của CPU Một mạch dao động thạch anh cung cấp xung clock tần số chuẩn cho CPU thường là 1 hay 8 MHz, tùy thuộc vào bộ xử lý được sử dụng

Tần số xung clock xác định tốc độ hoạt động của PLC và được dùng để thực hiện sự đồng bộ cho tất cả các phần tử trong hệ thống

3.2 Bộ nhớ và bộ phận khác :

Tất cả các PLC đều dùng các loại bộ nhớ sau :

nó gồm các thanh ghi, mỗi thanh ghi lưu trữ một từ với một tín hiệu điều khiển, ta có thể đọc một từ ở bất kỳ vị trí nào ROM là bộ nhớ không thay đổi được mà chỉ được nạp chương trình một lần duy nhất

* RAM ( Random Access Memory) : là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, đây là bộ nhớ thông dụng nhớ để cất giữ chương trình và dữ liệu của người sử dụng Dữ liệu trong RAM sẽ bị mất khi mất điện Do đó điều này được giải quyết bằng cách luôn nuôi RAM bằng một nguồn pin riêng

 EEPROM : Đây là loại bộ nhớ maö nó kết hợp sự truy xuất linh hoạt của

RAM và bộ nhớ chỉ đọc không thay đổi ROM trên cùng một khối , nội dung của nó có thể xoá hoặc ghi lại bằng điện tuy nhiên cũng chỉ được vài lần

 Bộ nguồn cung cấp : Bộ nguồn cung cấp của PLC sử dụng hai loại điện áp

AC hoặc DC , thông thường nguồn dùng cấp điện áp 100 đến 240 V:50/60 Hz , những nguồn DC thì có các giá trị :5V,24V DC

 Nguồn nuôi bộ nhớ :Thông thường là pin để mở rộng thời gian lưu giữ cho

các dữ liệu có trong bộ nhớ , nó tự chuyển sang trạng thái tích cực nếu dung lượng tụ cạn kiệt và nó phải thay vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất đi

 Cổng truyền thông : PLC luôn dùng cổng truyền thông để trao đổi dữ liệu

chương trình , các loại cổng truyền thông thường dùng là : RS232,RS432,RS 485.Tốc độ truyền thông tiêu chuẩn : 9600 baud

 Dung lượng bộ nhớ : Đối với PLC loại nhỏ thì bộ nhớ có dung lượng cố định

( thường là 2K) dung lượng chỉ đủ đáp ứng cho khoảng 80% hoạt động điều khiển công nghiệp do giá thành bộ nhớ giảm liên tục do đó các nhà sản suất PLC trang bị bộ nhớ ngày càng lớn hơn cho các sản phẩm của họ

3.3 Khối vào ra

Mọi hoạt động xử lý tin hiệu bên trong PLC có mức điện áp 5V DC ;15V DC

( điện áp cho TTL, CMOS ) trong khi tín hiệu điều khiển bên ngoài có thể lớn hơn nhiều , thường là 24V DC đến 240V DC với dòng lớn

Như vậy khối vào ra có vai trò là mạch giao tiếp giữa mạch vi điện tử của PLC với các mạch công suất bên ngoài , kích hoạt các cơ cấu tác động : Nó thực hiện sự chuyển đổi các mức điện áp tín hiệu và cách ly Tuy nhiên khối vào ra cho

SVTH: LÍ VĂN NGHĨA Trang 14

phép PLC kết nối trực tiếp với các cơ cấu tác động có công suất nhỏ (<= 2 A) nên không cần các mạch công suất trung gian hay rơle trung gian

Có thể lựa chọn các thông số cho các ngõ ra ,vào với các yêu cầu điều khiển cụ thể : - Ngõ vào : 24 V DC ; 110 V AC hoặc 220v AC

- Ngõ ra : Dạng rơle, transistor hay triac

+ Loại ngõ ra dùng rơle: có thể nối với cơ cấu tác động làm việc với điện áp

AC hay DC , cách ly dạng cơ nên đáp ứng chậm

với điện áp AC hoặc DC có giá trị từ 5 v đến 242v ,chiûu được dòng nhỏ hơn so với dùng rơle nhưng tuổi thọ cao và tần số đóng mở nhanh

+ Loại ngõ ra dùng transistor : Chỉ nối cơ cấu tác động làm việc với điện áp từ 5 đến 30v DC , tuổi thọ cao và tần số đóng mở nhanh

Tất cả các ngõ vào/ra đều được cách ly quang trên các khối vào ra Mạch cách ly quang dùng một điốt phát quang và một transistor quang Mạch này cho phép tín hiệu nhỏ đi qua và ghim các tín hiệu điện áp cao xuống mức tín hiệu chuẩn hơn nữa mạch này có tác động chống nhiễu khi chuyển công tắc và bảo vệ quá áp từ nguồn điện cung cấp ( có thể tới 1500 v)

3.4 Thiết bị lập trình :

Trên các PLC loại lớn kết họp với máy tính thường lập trình với sự hổ trợ của phần mềm VDU (Visua Display Unit) ở đây bàn phím, màn hình được nối với PLC thông qua cổng nối tiếp, thường là RS485, các VDU hổ trợ rất tốt cho việc lập trình dạng ngôn ngữ ladder kể các chú thích trong chương trình để dễ đọc hơn

4 khái niệm cơ bản về vấn đề lập trình PLC

Yêu cầu chính của ngôn ngữ lập trình là phải dễ hiểu, dễ sử dụng trong việc lập trình điều khiển, điều này ý muốn nói rằng cần phải có ngôn ngữ cấp cao với đặc điểm là các lệnh và cấu trúc chương trình thể hiện được các tác vụ điều khiển, không phức tạp và không mất nhiều thời gian để nắm bắt ngôn ngữ

so với các ngôn ngữ cấp cao khác hiện được sử dụng trên máy tính

Sơ đồ mạch điều khiển dạng bậc thang là phương pháp phổ biến nhất để

mô tả mạch rơle logic

Ngôn ngữ lập trình ladder có dạng giống như sơ đồ mạch điện bậc thang, gọi là ngôn ngữ ladder, rất phù hợp để tạo các chương trình điều khiển logic; đối với những người thiết kế máy đã quen thuộc với các hệ thống điều khiển rơle truyền thống

4.1 Giải thích chương trình ladder :

Ở đây ta giải thích mối quan hệ giữa mạch điện vật lý và chương trình Ladder, ta xét mạch điều khiển động cơ theo hình vẽ sau :

Đ a)

X001 X002 X003 X004

( Y001) b)

a) Mạch điện ladder điều khiển động cơ

b) Chương trình ladder điều khiển

Như vậy ta thấy chương trình Ladder gồm 2 cột dọc biểu diễn nguồn điện logic cùng với các ký hiệu công tăcõ logic và rơle logic tạo thành một nhánh mạch điện lôgic nằm ngang Ở đây logic đều được biểu diễn bằng 3 công tắc thường mở, một công tắc logic thường đóng và một rơle logic ( ngõ ra logic động cơ)

Điều cần thiết cho công việc thiết kế cho chương trình Ladder là phải lập tài liệu về hệ thống và mô tả hoạt động của chúng một cách nhanh chóng và đúng đắn

4.2 Ngõ vào và ngõ ra :

Ngõ vào và ngõ ra là các bộ nhớ một bít , các bit có ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái ngõ ra/vào vật lý , ngõ vào nhận trực tiếp tín hiệu cảm biến và ngõ

ra là các rơle , transistor , triac

Các ngõ vào ra cần được ký hiệu và đánh số để có địa chỉ xác định và duy nhất mỗi hãng sản xuất có cách đánh số riêng nhưng về ý nghĩa thì cơ bản là giống nhau

4.3 Rơ le ( -( ) -) :

Thực chất là một bộ nhớ 1 bit và có tác dụng như rơle phụ trợ vật lý trong mạch điều khiển dùng rơle truyền thống nên được gọi là rơle lôgic Theo thuật ngữ máy tính Rơle còn được gọi là cờ , được ký hiệu là M và được đánh số thập phân( M 0 ; M 500 ; M 800 )

 Phân loại rơle logic :

Rơle chốt (Latched Relay) : rơle được chốt là rơle duy trì được trạng thái khi không cấp điện cho PLC

Rơle trạng thái (State Relay) : được sử dụng chuyên dùng trong điều khiển trình tự và thường được gọi là trạng thái STL ( Step Ladder) cờ trạng thái ký hiệu là S và được đánh số thập phân S 0 ; S 10 ; S 22

PLC

SVTH: LÍ VĂN NGHĨA Trang 16

Rơle chuyên dùng (Special Relay) : Rơle dùng để điều khiển và quan sát

trạng thái hoạt động bên trong PLC và được gọi là cờ chuyên dùng

+ Cờ chuyên dùng giám sát

M 8000 : M 8000 = 1  PLC đang ở trạng thái chạy (Run)

M 8002 : M 8002 = 1  PLCđang chuyển trạng thái từ Stop đến Run

M 8013 Xung clock 1 giây nghĩa là trạng thái chuyển đổi tuần tự với chu kỳ một giây

+ Cờ chuyên dùng điều khiển

M 8003 : lên 1 thì tất cả các trạng thái ngõ ra được duy trì khi PLC dừng

hoạt động

M 8200 : Dùng để điều khiển bộ đếm lên xuống

4.4 Thanh ghi (Register) Thực chất là bộ nhớ 16 bit và được dùng để lưu trữ

số liệu , thanh ghi được kí hiệu là D và được đánh số thập phân: D 0 ;D 200 ; D 800

;D 8002

* Phân loại :

 Thanh ghi dữ liệu (Data Register ) :Thanh ghi loại này được dùng để lưu

trữ dữ liệu thông thường trong khi tính toán dữ liệu trên PLC

 Thanh ghi chốt (Latched Register ) : Thanh ghi này có khả năng duy trì

nội dung (chốt) cho đến khi nó được ghi chồng bằng một nội dung mới , khi

PLC chuyển từ trạng thái RUN sang STOP thì dữ liệu trong các thanh ghi

vẫn được duy trì

 Thanh ghi chuyên dùng (Special Register) : Dùng để lưu trữ kết quả dữ liệu

điều khiển và giám sát trạng thái hoạt động bên trong PLC thường dùng

kết hợp với các cờ chuyên dùng các thanh ghi này có thể sử dụng trong

chương trình Ladder , ngoài ra các trạng thái hoạt động của hệ thống PLC

hoàn toàn có thể xác định được

 Thanh ghi tập tin (Thanh ghi bộ nhớ chương trình Program Memory

Register) :Chiếm từng khối 500 bước bộ nhớ chương trình được sử dụng đối

với các ứng dụng mà chương trình điều khiển cần xử lý nhiều số liệu ( các

thanh ghi RAM có sẵn không đủ đáp ứng )

 Thanh ghi điều chỉnh được từ biến trở bên ngoài (External Adjusting

Register) : trên các PLC có sẵn các biến trở dùng để điều chỉnh nội dung

của một số thanh ghi dành riêng nội dung các thanh ghi này có giá trị từ 0

 255 tương ứng với vị trí biến trở tối thiểu và tối đa

 Thanh ghi chỉ mục ( Idex Register ) : Thanh ghi này dùng để hiệu chỉnh

chỉ số của các toán hạng logic (Thanh ghi , cờ , bộ đếm bộ định thì ) một

cách tuỳ động Kí hiệu là V , Z

D l : Thanh ghi đã được đánh số cố định

D lv : Thanh ghi được đánh số tuỳ động nghĩa là : D lv = D (l + v)

4.5 Bộ đếm :

Bộ đếm ( counters ): Được dùng để đếm các sự kiện , bộ đếm trên PLC được gọi là bộ đếm logic vì nó là bộ nhớ , trong PLC được tổ chức có tác dụng như là bộ đếm vật lý số lượng bộ đếm có thể sử dụng tùy thuộc loại PLC

Kí hiệu là C và cũng được đánh số thập phân C 0 ; C 128 ; C 225

+ Bộ đếm lên -xuống :nội dung bộ đếm tăng 1 hay giảm 1 ,tùy thuộc cờ

chuyên dùng cho phép chiều đếm ,khi có cạnh lên của xung kích bộ đếm + Bộ đếm pha :bộ đếm loại này thực hiện đếm lên hay xuống tùy thuộc vào

sự lệch pha của hai tín hiệu xung kích bộ đếm ,thường dùng với encoder

+ Bộ đếm tộc độ cao :bộ đếm này đếm được xung kích có tần số cao20KHz trở xuống tùy thuộc số lượng, bộ đếm loại này được sử dụng đồng thời

Các loại bộ đếm trên có thể là :

+ Bộ đếm 16 bít :bộ đếm 16 bít thường là bộ đếm chuẩn bộ đếm này có thể đếm được khoảng giá trị từ -32.768 đến +32.767

+ Bộ đếm 32 bít bộ đếm 32 bít có thể là bộ đếm chuẩn ,nhưng nó thường là bộ đếm tốc độ cao và bộ đếm tốc độ cao trên modul chuyên dùng

+ Bộ đếm chốt :bộ đếm có đặc tính này có khả năng duy trì nội dung đếm ,

ngay cả khi PLC không được cấp điện ;có nghĩa là ,khi PLC được cấp điện trở lại ,bộ đếm này có thể tiếp tục thực hiện chức năng đếm tại con số đếm

trước đó

4.6 Bộ định thời gian ( Timer ) :

Được dùng để định thời các sự kiện , bộ định thời trên PLC được gọi là bộ định thời logic vì nó là bộ nhớ trong của PLC được tổ chức có tác dụng như là bộ định thời vật lý , số lượng bộ định thời tuỳ thuộc vào PLC Thực chất nó là bộ đếm xung với chu kì thay đổi , chu kì xung kích bằng đơn vị ms (mili giây) hoặc s và được gọi là độ phân giải Ý nghĩa của độ phân giải là bộ định thời

có độ phân giải càng cao thì sẽ định thời được thời gian lớn

Kí hiệu là T và cũng được đánh số thập phân : T 0 ; T 200 ; T 246

Phân loại : Người ta phân loại theo độ phân giải

SVTH: LÍ VĂN NGHĨA Trang 18

S7 - 200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemens (CHLB Đức ) có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng Các modul này được sử dụng cho nhiều những ứng dụng lập trình khác nhau Xét thành phần cơ bản của S7 - 200 là khối vi xử lý CPU 224 mà em đã sử dung trong đề tài

CPU224 có 14 cổng vào và 10 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng 7 môđun mở rộng

- Số đầu văo/ra có sẵn: 24 DI / 16DO

- Số đầu văo / ra số cực đại ( nhờ lắp ghĩp thím Modul số mở rộng:

DI/DO/MAX: 128 / 120 / 248

-Số đầu văo / ra tương tự ( nhờ lắp ghĩp thím Modul Analog mở rộng:

AI/AO/MAX: 28 / 7/ 35 hoặc 0 / 14 / 14

-Kích thước: Rộng x Cao x sđu : 196 x 80 x 62

* Mô tả câc đỉn bâo trín S7 - 200, CPU226:

 SF (đỉn đỏ ): Bâo hiệu hệ thống bị hỏng Đỉn SF sâng lín khi PLC có hỏng hóc

 RUN ( đỉn xanh): Chỉ định PLC đang ở chế độ lăm việc vă thực hiện chương trình được nạp văo trong mây

 STOP (đỉn văng ): Chỉ định PLC đang ở chế độ dừng Dừng chương trình đang thực hiện lại

 Ix.x (Đèn xanh) :Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng Ix.x (x.x =0.0 đến 1.5).Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị lôgic của cổng

 Qy.y (Đèn xanh ): Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng

 Qy.y (y.y = 0.0 đến 0.1 ) Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo

giá trị logic của cổng

1.1b Cổng truyền thông

S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân

để phục vụ cho việc ghép nối thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là từ 300 đến 38.400

Hình 2.8.1: Sơ đồ chân của cổng truyền thông

Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG702 hoặc với các loại máy lập

trình thuộc họ PG7xx có thể sử dụng 1 cáp nối thẳng qua MPI Cáp này đi kèm theo máy lập trình

Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/485

1.1c Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC

Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên bên cạnh các cổng ra của S7- 200 Có 3 vị trí cho phép chọn

 RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ PLC S7 - 200

sẽ rời khỏi chế độ RUN sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố hoặc chương trình gặp lệnh STOP

 STOP cưỡng bức PLC dừng công việc thực hiện chương trình đang chạy

và chuyển sang chế độ STOP Ở chế độ STOP, PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp 1 chương trình mới

 TERM cho phép máy lập trình tự quyết định 1 trong các chế độ làm việc