Mục tiêu
- Chế tạo thành công mô hình phân loại sản phẩm theo chiều cao
- Sử dụng PLC S7-300 để xây dựng chương trình điều khiển.
- Thiết kế giao diện giám sát, điều khiển trên WinCC.
- Mô hình hoạt động ổn định, linh hoạt.
Phương pháp nghiên cứu
Chế tạo mô hình thật nên em gặp nhiều khó khăn trong việc thiết kế, chế tạo vào kết nối sản phẩm với bộ PLC S7- 300 Các phương pháp chủ yếu:
- Phương pháp mô phỏng, thiết kế trên lý thuyết: em đã thực hiện thiết kế và chế tạo sản phẩm.
- Phương pháp thực hành: Song song với việc nghiên cứu lý thuyết em đã thiết kế và kiếm tra lý thuyết trên sản phẩm thật.
- Phương pháp tính toán: Tính toán lựa chọn các linh kiện, từ thực nghiệm điều chỉnh các thông số cho phù hợp công nghệ.
Cấu trúc đề tài
Ngoài phần mở đầu, đề tài gồm 5 chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG BĂNG TẢI.
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH BĂNG TẢI
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
Bài toán điều khiển
Mô hình có hai băng tải và có ba loại sản phẩm khác nhau về kích thước. Đây chính là đặc điểm mà chúng em sử dụng để phân loại và đếm sản phẩm.Qua kích thước của sản phẩm mà chúng chia thành 3 loại là sản phẩm cao,sản phẩm trung bình và sản phẩm thấp.
Khi ta ấn start khởi động toàn bộ hệ thống thì băng tải hai (băng tải di chuyển hộp) hoạt động Ở phía cuối băng tải một ( băng tải phân loại sản phẩm) có đặt một cảm biến khi cảm biến nhận biết có hộp băng tải một dừng lại và băng tải hai hoạt động Đồng thời các cảm biến, xy lanh gạt cũng hoạt động
- Ta sắp xếp cảm biến với xy lanh lần lượt theo thứ tự cao-trung bình-thấp.Khi có sản phẩm cao đi qua Cảm biến quang nhận tín hiệu đưa về PLC S7-300, xy lanh sẽ được đưa ra đẩy sản phẩm xuống máng đựng sản phẩm và đi về vị trí ban đầu Đối với sản phẩm trung bình cũng tương tự như vậy Sản phẩm thấp dễ dàng đi qua 2 cảm biến cao và trung bình được đưa về cuối băng tải và rơi vào hộp chứa Khi hộp chứa chứa được ba sản phẩm thì băng tải một dừng, băng tải thứ hai di chuyển đưa hộp chứa tiếp theo đến.
Hệ thống hoạt động như ban đầu Để hệ thống dừng hoạt động ta ấn nút stop.
Phân tích các phương án điều khiển
Sử dụng PLC
PLC-Programmable Logic Controller là bộ điều khiển logic khả trình (lập trình được) Khởi thuỷ ban đầu PLC chỉ có chức năng điều khiển logic , tức là điều khiển on- off như các relay PLC hiện đại như bây giờ có khả năng điều khiển
PID và điều khiển mờ v v PLC cho phép mở rộng thêm các module vào/ra nên có khả năng quản lý một hệ thống lớn trong nhà máy Do vậy PLC ứng dụng để điều khiển một hệ thống sản xuất lớn (so với vi xử lý) và có đặc tính động học chậm (so với vi xử lý) như điều khiển mức nước, áp suất, lưu lượng ,nhiệt độ, tốc độ băng tải…v.v. Đặc trưng của PLC hoạt động trong môi trường khắc nghiệt công nghiệp, yếu tố bền vững thích nghi, độ tin cậy cao, tỉ lệ hư hỏng rất thấp, thay thế và hiệu chỉnh chương trình dễ dàng, khả năng nâng cấp các thiết bị ngoại vi hay giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các modul mở rông tốt.
Từ các ưu điểm trên, hiện nay PLC đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp như:
-Hệ thống nâng vận chuyển.
-Các robot lắp ráp sản phẩm.
-Điều khiển hệ thống đèn giao thông.
TÌM HIỂU VỀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG BĂNG TẢI 2.1 Tổng quan về dây chuyền công nghệ
Sự phát triển của hệ thống phân loại sản phẩm
Từ thời xa xưa con người đã biết phân loại các sản phẩm không những phục vụ cho sinh hoạt mà còn phục vụ cho công việc buôn bán và trao đổi hàng hóa. Nhưng những sự phân biệt này còn thô sơ và dùng sức người là chính Khi nền kinh tế phát triển cùng với sự bùng nổ về khoa học kỹ thuật thì con người đã biết áp dụng khoa học công nghệ vào sản xuất để máy móc thay thế dần cho sức lao động. Chính vì thế mà các loại hình phân loại sản phẩm cũng phát triển mạnh mẽ.
Phân loại sản phẩm là một bài toán đã và đang được ứng dụng rất nhiều trong thực tế hiện nay Dùng sức người, công việc này đòi hỏi sự tập trung cao và tính lặp lại nên các công nhân khó đảm bảo được sự chính xác trong công việc Chưa kể đến có những phân loại dựa trên các chi tiết kĩ thuật rất nhỏ mà mắt thường khó có thể nhận ra Điều đó sẽ ảnh hưởng trự tiếp tới chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất Vì vậy, hệ thống tự động nhận dạng và phân loại sản phẩm ra đời là một sự phát triển tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách này Tùy vào mức độ phức tạp trong yêu cầu phân loại,các hệ thống phân loại tự động có những quy mô lớn, nhỏ khác nhau Tuy nhiên có một đặc điểm chung là chi phí cho các hệ thống này khá lớn, đặc biệt đối với điều kiện của Việt Nam Vì vậy hiện nay đa phần chỉ được áp dụng trong các hệ thống có yêu cầu phân loại phức tạp, còn một lượng rất lớn các doanh nghiệp Việt Nam vẫn sử dụng trực tiếp sức lực con người để làm việc Bên cạnh các băng chuyền sản phẩm thì một yêu cầu cao hơn được đặt ra đó là phải có hệ thống phân loại sản phẩm.
Các hệ thống phân loại sản phẩm
Có rất nhiều dạng phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu của nhà sản xuất như: +Phân loại sản phẩm kim loại.
+Phân loại sản phẩm theo kích thước
+Phân loại sản phẩm theo màu sắc.
+Phân loại sản phẩm theo khối lượng.
+Phân loại sản phẩm theo mã vạch.
+Phân loại sản phẩm theo hình ảnh.
+Phân loại sản phẩm theo vật liệu Một số mô hình phân loại sản phẩm:
+Phân loại sản phẩm theo kích thước
Phân loại sản phẩm theo kích thước : dùng sensor cảm biến kích thước Giả sử phân biệt ba loại sản phẩm cao, thấp, trung bình, khi tín hiệu điều khiển chạy trên băng truyền nếu là sản phẩm cao thì cảm biến cao tác động đẩy sản phẩm vào ô thứ 1 của băng truyền Nếu là sản phẩm trung bình thì cảm biến trung bình tác động đẩy sản phẩm vào ô thứ 2 của băng truyền Còn sản phẩm thấp đi đến cuối băng tải.
Hình 2.3 Mô hình phân loại sản phẩm theo kích thước
+ Phân loại sản phẩm kim loại: Thiết bị cho phép phân loại với 2 loại vật liệu cơ bản: kim loại và phi kim Các vật mẫu khác nhau chạy trên băng tải sẽ được nhận biết bằng cảm biến tiệm cận loại điện từ và điện dung, sau đó được đẩy ra các khay tương ứng bằng các xylanh khí và cảm biến định vị trí khay.
Hình 2.4: Mô hình phân loại sản phẩm theo vật liệu
+Phân loại sản phẩm theo màu sắc:
Sử dụng những cảm biến phân loại màu sắc sẽ được đặt trên băng chuyền,khi sản phẩm đi ngang qua nếu cảm biến nào nhận biết được sản phẩm thuộc màu nào sẽ được cửa phân loại tự động mở để sản phẩm đó được phân loại đúng Phát hiện màu sắc bằng cách sử dụng các yếu tố là tỉ lệ phản chiếu của một màu chính Được phản xạ bởi các màu khác nhau theo các màu của đối tượng Bằng cách sử dụng công nghệ lọc phân cực đa lớp gọi là FAO (góc quang tự do), cảm biến E3MC phát ra màu đỏ, xanh lá cây và màu xanh sáng trên một trục quang học đơn E3MC sẽ thu ánh sáng phản chiếu của các cảm biến nhận và xử lý tỷ lệ các màu xanh lá cây, đỏ, xanh lam của ánh sáng để phân biệt màu sắc của vật cần cảm nhận.
GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300 VÀ PHẦN MỀM WINCC 3.1 Giới thiệu về plc S7-300
Giới thiệu chung
Để đáp ứng yêu cầu tự động hóa ngày càng tăng đòi hỏi kỹ thuật điều khiển phải có nhiều thay đổi về thiết bị cũng như về phương pháp điều khiển Vì vậy người ta phát minh ra bộ điều khiển lập trình rất đa dạng như PLC.
Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy trở nên nhanh nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn Nó có thể thay thế gần như hoàn toàn cho các phương pháp điều khiển truyền thống Như vậy PLC có tính năng ưu việt và thích hợp trong môi trường công nghiệp là:
-Khả năng chống nhiễu tốt.
-Cấu trúc dạng modul rất thuận tiện cho việc mở rộng, cải tạo nâng cấp.
-Có những modul chuyên dụng để thực hiện chức năng đặc biệt.
-Khả năng lập trình được, lập trình dễ dàng cũng là đặc điểm quan trọng để xếp hạng một hệ thống điều khiển tự động.
-Hiện nay trên thị trường có các loại PLC của các hãng sản xuất như: Omron, Mitsubishi, Siemens, ABB, Allen Bradley
Do yêu cầu đề tài nên em xin trình bày về Simatic S7-300 của Siemens S7-
300 là dòng sản phẩm cao cấp, được dùng cho những ứng dụng lớn với những yêu cầu I/O nhiều và thời gian đáp ứng nhanh, yêu cầu kết nối mạng và có khả năng mở rộng, nâng cấp.
Ngôn ngữ lập trình đa dạng cho phép người sử dụng có quyền chọn lựa. Đặc điểm nổi bật của S7-300 đó là ngôn ngữ lập trình cung cấp những hàm toán đa dạng cho những yêu cầu chuyên biệt Hoặc ta có thể sử dụng ngôn ngữ chuyên biệt để xây dựng hàm riêng cho ứng dụng mà ta cần.
Ngoài ra S7-300 còn xây dựng phần cứng theo cấu trúc modul, nghĩa là đối với S7-300 sẽ có những modul tích hợp cho những ứng dụng đặc biệt.
Các modul PLC S7-300
Hình 3.1 Cấu hình của một trạm PLC S7-300 Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng vào thực tế phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hoá về cấu hình Chúng được sử dụng theo kiểu các modul, số lượng modul nhiều hay ít tuỳ vào yêu cầu thực tế, xong tối thiểu bao giờ cũng có một modul chính là CPU, các modul còn lại nhận truyền tín hiệu với các đối tượng điều khiển, các modul chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ, van thuỷ khí Chúng gọi chung là modul mở rộng Cấu hình của một trạm PLC S7-300 như hình 3.1.
Modul CPU là loại modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485) và có thể còn có một vài cổng vào ra số Các cổng vào ra số có trên modul CPU được gọi là cổng vào ra Onboard.
PLC S7_300 có nhiều loại modul CPU khác nhau Chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như modul CPU312, modul CPU314, modul CPU315.
Những modul cùng sử dụng 1 loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng vào/ra onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard này sẽ được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm chữ IFM (Intergrated FunctionModule) Ví dụ như modul CPU312 IFM, modul CPU314 IFM.
CPU 312 IFM CPU 314C-2PTP CPU 314 CPU 314C-2DP
Hình 3.2: Một số CPU của PLC S7-300
Ngoài ra còn có các loại module CPU với 2 cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán Các loại modul này phân biệt với các loại modul khác bằng cụm từ DP (DistributedPort) như là modul CPU314C-2DP.
Thiết bị điều khiển khả trình SIMATIC S7-300 được thiết kế theo kiểu modul Các modul này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau Việc xây dựng PLC theo cấu trúc modul rất thuận tiện cho việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và dễ dàng cho việc mở rộng hệ thống Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng ứng dụng nhưng tối thiểu bao giờ cũng phải có một modul chính là modul CPU, các modul còn lại là những modul truyền và nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển bên ngoài như động cơ, các đèn báo, các rơle, các van từ. Chúng được gọi chung là các modul mở rộng.
Các modul mở rộng chia thành 5 loại chính: a) Module nguồn nuôi (PS - Power supply) b) Module xử lý vào/ra tín hiệu số (SM - Signal module)
- DI (Digital input): Modul mở rộng các cổng vào số Số các cổng vào số mở rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại modul.
- DO (Digital output): Modul mở rộng các cổng ra số Số các cổng ra số mở rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại modul.
- DI/DO (Digital input/Digital output): Modul mở rộng các cổng vào/ra số Số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ từng loại modul.
- AI (Analog input): Modul mở rộng các cổng vào tương tự Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4, 8 tuỳ từng loại modul.
- AO (Analog output): Modul mở rộng các cổng ra tương tự Số các cổng ra tương tự có thể là 2, 4 tuỳ từng loại modul.
- AI/AO (Analog input/Analog output): Modul mở rộng các cổng vào/ra tương tự Số các cổng vào/ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hay 4 vào/4 ra tuỳ từng loại modul.
Các CPU của S7_300 chỉ xử lý được các tín hiệu số, vì vậy các tín hiệu analog đều phải được chuyển đổi thành tín hiệu số Cũng như các modul số, người sử dụng cũng có thể thiết lập các thông số cho các modul analog. c) Modul ghép nối (IM - Interface modul)
Modul ghép nối nối các modul mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi 1 modul CPU Thông thường các modul mở rộng được gắn liền với nhau trên một thanh đỡ gọi là rack Trên mỗi rack có nhiều nhất là 8 modul mở rộng (không kể modul CPU, modul nguồn nuôi) Một modul CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 rack và các rack này phải được nối với nhau bằng modul IM Các modul ghép nối (IM) cho phép thiết lập hệ thống S7_300 theo nhiều cấu hình,
S7-300 cung cấp 3 loại modul ghép nối sau:
- IM 360: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 modul trên đó với khoảng cách tối đa là 10 m lấy nguồn từ CPU.
- IM 361: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm ba tầng, với một tầng chứa 8 modul với khoảng cách tối đa là 10 m đòi hỏi cung cấp một nguồn 24 VDC cho mỗi tầng.
- IM 365: Là modul ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 modul trên đó với khoảng cách tối đa là 1m lấy nguồn từ CPU. d) Modul chức năng (FM - Function modul)Modul có chức năng điều khiển riêng.
Ví dụ như modul PID, modul điều khiển động cơ bước e)Module truyền thông (CP -
Modul phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính. aModul nguồn (PS) b) Modul vào số (DI) c) Modul ra analog (AO)
Modul ra số (DO) d) Modul chức năng (FM) e) Modul truyền thông (CP) Hình 3.3 Các loại modul mở rộng của S7-300
Các Tín hiệu kết nối với PLC: a/Tín hiệu số : Là các tín hiệu thuộc dạng hàm Boolean, dạng tín hiệu chỉ có 2 trị 0 hoặc 1.
Mức 0 : tương ứng với 0V hoặc hở mạch Mức 1 : Tương ứng với 24V Vd: Các tín hiệu từ nút nhấn ,từ các công tắc hành trình đều là những tín hiệu số. b/ Tín hiệu tương tự : Là tín hiệu liên tục, từ 0-10V hay từ 4-20mA Vd: Tín hiệu đọc từ Loadcell,từ cảm biến lưu lượng. c/ Tín hiệu khác : Bao gồm các tín hiệu giaotiếp với máy tính ,với các thiết bị ngoại vi khác bằng các giao thức khác nhau như giao thức RS232, RS485, Modbus
Kiểu dữ liệu: a/Kiểu Bool: True hoặc False ( 0 hoặc 1) VD:
M0.0 b/Kiểu Byte : gồm 8 Bit. c/Kiểu Word. d/Kiểu
Dword. e/Kiểu Int. f/Kiểu Real
Hình 3.4 Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC.
Ngôn ngữ lập trình
Lập trình cho S7 và các PLC khác của hãng Siemens dựa trên 3 phương pháp cơ bản:
- Phương pháp hình thang (Ladder logic - LAD).
- Phương pháp khối hàm (Function Block Diagram - FBD).
- Phương pháp liệt kê câu lệnh (Statement List - STL).
Chương này sẽ giới thiệu các thành phần cơ bản của ba phương pháp và cách sử dụng chúng trong lập trình.
Nếu chương trình được viết theo ngôn ngữ LAD (hoặc FBD) thì có thể chưyển sang ngôn ngữ STL hay FBD (hoặc LAD) tương ứng Nhưng không phải bất cứ chương trình viết theo STL nào cũng chuyển sang ngôn ngữ LAD hay FBD được.
Bộ tập lênh STL được trình bày trong giáo án này đều có một chức năng như các tiếp điểm, cuộn dây, các hộp (trong LAD) hay IC số trong FBD.
Những lệnh này phải phối hợp được trạng thái các tiếp điểm để quyết định về giá trị trạng thái đầu ra hoặc giá trị logic cho phép hoặc không cho phép thực chức năng của một (hay nhiều) cuộn dây hoặc hộp Trong lập trình lôgic thường hay sử dụng hai ngôn ngữ LAD và STL vì nó gần gũi hơn đối với chuyên ngành điện Sau đây là những định nghĩa cần phải nắm khi bắt tay vào thiết kế một chương trình:
Ngôn ngữ bảng lệnh (STL)
Ngôn ngữ liệt kê lệnh, ký hiệu là STL (Statement List) Đây là ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính Một chương trình được ghép bởi nhiều lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung là: "tên lệnh" + "toán hạng" Một số lệnh đặc biệt thì có thể chỉ có tên lệnh mà không cần toán hạng.
Ngôn ngữ sơ đồ thang (LAD)
Ngôn ngữ hình thang, ký hiệu là LAD (Ladder Logic) Với loại ngôn ngữ này rất thích hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển logic Chương trình được viết dưới dạng liên kết giữa các công tắc:
Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu là FBD (Function Block Diagram) Đây là dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển số.
Trong đồ án em sử dụng ngôn ngữ FBD để lập trình để đơn giản và trực quan hơn.
Phần mềm dùng viết chương trình là Step7 V5.5 SP1_Home_x32.
Các lệnh dùng trong chương trình
3.1.4.1 Nhóm lệnh logic tiếp điểm
Hàm AND: Toán hạng là kiểu dữ liệu BOOL hay địa chỉ bit I, Q, M, T, C, D, L
- Tín hiệu ra Q4.0 sẽ bằng 1 khi đồng thời tín hiệu I0.0=1 và I0.1=1.
- Dữ liệu vào và ra :Vào: I0.0, I0.1: BOOL Ra : Q4.0 : BOOL
Ví dụ: Một động cơ kéo băng tải hoạt động khi ấn và giữ đồng thời hai nút ấn S1 và S2
Hàm OR: Toán hạng là kiểu dữ liệu BOOL hay địa chỉ bit I, Q, M, T, C, D,L.
- Tín hiệu ra sẽ bằng 1 khi có ít nhất một tín hiệu đầu vào bằng 1.
- Dữ liệu vào và ra :Vào: I0.0, I0.1: BOOL Ra : Q4.0 : BOOL
Ví dụ: Một bóng đèn sẽ sáng nếu nhấn 1 trong hai công tắc S1 hoặc S2 Hàm NOT: Tín hiệu đầu ra là nghịch đảo của tín hiệu đầu vào.
Bộ nhớ SR: Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, D, L
• Khi I0.0 = 1 và I0.1 = 0 thì Set cho Merker M0.0 và đầu ra Q4.0 là "1" Nếu I0.0
= 0 và I0.0 = 1 thì M0.0 bị Reset và đầu ra Q4.0 là "0".
• Khi cả hai đầu vào Set và Reset cùng đồng thời =1 thì M0.0 và Q4.0 có giá trị là
Chú ý: Trong kỹ thuật số trạng thái của trigơ RS sẽ bị cấm khi R=1 và S=1. Nên ở đây có hai loại bộ nhớ RS và SR là loại Trigơ ưu tiên S hay ưu tiên R
Counter thực hiện chức năng đếm tại các sườn lên của các xung đầu vào. S7-300 có tối đa là 256 bộ đếm phụ thuộc vào từng loại CPU, ký hiệu bởi Cx. Trong đó x là số nguyên trong khoảng từ 0 đến 255 Trong S7-300 có 3 loại bộ đếm thường sử dụng nhất đó là : Bộ đếm tiến lùi (CUD), bộ đếm tiến (CU) và bộ đếm lùi (CD).
Một bộ đếm tổng quát có thể được mô tả như sau:
CU : BOOL là tín hiệu kích đếm tiến CD : BOOL là tín hiệu kích đếm lùi S : BOOL là tín hiệu đặt
PV : WORD là giá trị đặt trước R : BOOL là tín hiệu xoá
CV : WORD Là giá trị đếm ở hệ đếm 16
CV_BCD: WORD là giá trị đếm ở hệ đếm
BCD Q : BOOL Là tín hiệu ra
Quá trình làm việc của bộ đếm được mô tả như sau:
Số sườn xung đếm được, được ghi vào thanh ghi 2 Byte của bộ đếm, gọi là thanh ghi C-Word Nội dung của thanh ghi C-Word được gọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm vàký hiệu bằng CV và CV_BCD Bộ đếm báo trạng thái của C-Word ra ngoài C- bit qua chân Q của nó Nếu CV 0, C-bit có giá trị "1". Ngược lại khi CV = 0, C- bit nhận giá trị 0.
CV luôn là giá trị không âm Bộ đếm sẽ không đếm lùi khi CV 1 Đối với Counter, giá trị đặt trước PV chỉ được chuyển vào C-Word tại thời điểm xuất hiện sườn lên của tín hiệu đặt tới chân S.
Bộ đếm sẽ được xoá tức thời bằng tín hiệu xoá R (Reset) Khi bộ đếm được xóa cả Word và C- bit đều nhận giá trị 0.
Việc khai báo sử dụng một Counter bao gồm các bước sau:
- Khai báo tín hiệu Enable nếu muốn sử dụng tín hiệu chủ động kích đếm (S): dạng dữ liệu BOOL
- Khai báo tín hiệu đầu vào đếm tiến CU : dạng dữ liệu BOOL
- Khai báo tín hiệu đầu vào đếm lùi CD : dạng dữ liệu BOOL
- Khai báo giá trị đặt trước PV: dạng dữ liệu WORD
- Khai báo tín hiệu xoá: dạng dữ liệu BOOL
- Khai báo tín hiệu ra CV (hệ 16): dạng dữ liệu WORD.
- Khai báo tín hiệu ra CV-BCD nếu muốn lấy giá trị đếm tức thời ở hệ BCD dạng dữ liệu WORD.
- Khai báo đầu ra Q nếu muốn lấy tín hiệu tác động của bộ đếm dạng dữ liệu BOOL.
Trong đó cần chú ý các tín hiệu sau bắt buộc phải khai báo:
Tên của bộ đếm cần sử dụng, tín hiệu kích đếm CU hoặc CD.
Bộ đếm tiến/lùi: Khai báo
Khi tín hiệu I0.2 chuyển từ 0 lên 1 bộ đếm được đặt giá trị là 55 Giá trị đầu ra Q4.0 =1 Bộ đếm sẽ thực hiên đếm tiến tại các sườn lên của tín hiệu tại chân CU khi tín hiệu I0.0 chuyển giá trị từ "0" lên "1".
Bộ đếm sẽ đếm lùi tại các sườn lên của tín hiệu tại chân I0.1 khi tín hiệu chuyển từ "0"lên "1" Giá trị của bộ đếm sẽ trở về 0 khi có tín hiệu tai sườn lên của chân R ( I0.3).
Nguyên lý hoạt động của bộ Timer
Bộ thời gian Timer là bộ tạo thời gian trễ T mong muốn giữa tín hiệu logic đầu vào X(t) và đầu ra Y(t).
S7-300 có 5 kiểu thời gian Timer khác nhau Tất cả 5 loại Timer này cùng bắt đầu tạo thời gian trễ.
Tùy theo ngôn ngữ lập trình mà có thể khai báo thời gian trễ theo hai cách sau:
Cách 1: S5t#5s: Cách khai báo này dùng được cho các loại ngôn ngữ lập trình Step 7.
Cách 2: L W#16#1350, cách khai báo này chỉ dùng được cho ngôn ngữ STL. Để xác định được độ phân giải trong cách khai báo thứ nhất ta có thể tính như sau: Áp dụng công thức tính: T = Độ phân giải x PV; trong đó PV là số nguyên lớn nhất có thể nằm tín hiệu kể từ thời điểm có sườn lên của tín hiệu kích đầu vào, tức là khi có tín hiệu đầu vào U(t) chuyển trạng thái từ logic "0" lên logic"1", được gọi là thời điểm Timer được kích Thời gian trễ T mong muốn được khai báo với Timer bằng giá trị 16 bits bao gồm hai thành phần:
- Độ phân giải với đơn vị là mS Timer của S7 có 4 loại phân giải khác nhau là
- Một số nguyên BCD trong khoảng từ 0 đến 999 được gọi là PV (Preset Value - giá trị đặt trước).
Như vậy thời gian trễ T mong muốn sẽ được tính như sau:
T = Độ phân giải x PV trong khoảng 0-999 Như vậy, nếu khai báo s5t#5s thì có thể tính như sau: 5smS x 500, vậy độ phân giải là 10mS Với cách khai báo này ta không thể thay đổi được độ phân giải vì phần mềm Step7 tự gán cho nó độ phân giải.
Với cách khai báo thứ 2 ta có thể lựa chọn độ phân giải tùy ý.
T-Word ( gọi là thanh ghi CV- Curren value- giá trị tức thời) Timer sẽ ghi nhớ khoảngthời gian trôi qua kể từ khi kích bằng cách giảm dần một cách tương ứng nội dung thanhghi CV Nếu nội dung thanh ghi CV trở về bằng 0 thì Timer đã đạt được thời gian mongmuốn T và điều này được báo ra ngoài bằng cách thay đổi trạng thái tín hiệu đầu ra Y(t).Việc thông báo ra ngoài bằng cách đổi trạng thái tín hiệu dầu ra Y(t) như thế nào còn phụ thuộc vào loại Timer được sử dụng. Bên cạnh sườn lên của tín hiệu đầu vào U(t), Timer còn có thể kích bằng sườn lên của tín hiệu kích chủ động có tên là tín hiệu ENABLE nếu như tại thời điểm có sườn lên của tín hiệu ENABLE, tín hiệu đầu vào U(t) có gic là "1".
Từng loại Timer được đánh số từ 0 đến 255 (tuỳ thuộc vào từng loại CPU) Một Timer được đặt tên là Tx, trong đó x là số hiệu của Timer ( 0
