Hướng dẫn thực hành plc chương 1 lập trình plc s7 1200

5 Khe cắm thẻ nhớ 6 Đèn led báo tín hiệu ngõ vào số 7 Đèn led báo tín hiệu ngõ ra số 8 Ngõ ra số 9 Cổng kết nối Profinet LAN 10 Đèn báo tín hiệu trạng thái hoạt động PLC Tạo project Mở

HƯỚNG DẪN THỰC

HÀNH PLC

Bình Định, 2024

MỤC LỤC

Chương 1 LẬP TRÌNH PLC S7-1200 4

Giới thiệu chung 4

1.1.1 Ưu điểm và bảo mật 4

1.1.2 Các chế độ hoạt động của PLC 4

Giới thiệu phần cứng PLC 4

Tạo project 5

Kết nối PC với PLC 7

Vận hành 9

Các lệnh cơ bản 10

1.6.1 Bit logic 10

1.6.2 Xung cạnh lên, cạnh xuống 10

1.6.3 Lệnh Set, Reset 11

1.6.4 Các tiếp điểm đặt biệt 12

Timer 13

1.7.1 Timer Pulse 13

1.7.2 Timer ON (TON) 14

1.7.3 Timer OFF (TOF) 16

1.7.4 Timer ON có nhớ (TONR) 17

Counter 20

1.8.1 Counter UP (CTU) 20

1.8.2 Counter DOWN (CTD) 22

1.8.3 Counter UP/DOWN (CTUD) 23

So sánh 24

Lệnh Move 26

Lệnh chuyển đổi 30

1.11.1 Lệnh chuyển đổi 30

1.11.2 Lệnh làm tròn 31

Thời gian thực 33

Xung tốc độ cao HSC 38

1.13.1 Encoder 38

1.13.2 HSC 39

Analog 44

1.14.1 Analog input 44

1.17.2 MC_Reset 55

1.17.3 MC_Home 55

1.17.4 MC_MoveAbsolute 56

1.17.5 MC_MoveRelative 56

1.17.6 MC_Movejog 57

Chương 2 LẬP TRÌNH PLC ĐIỀU KHIỂN CÁC PHẦN MỀM MÔ PHỎNG 58 Hướng dẫn cài đặt giao diện mô phỏng 58

Kết nối Module giao tiếp PLC và máy tính 62

2.2.1 Cáp USB kết nối 62

2.2.2 Kết nối với module phần cứng qua Bluetooth 67

Kết nối PLC và Module giao tiếp máy tính 68

2.3.1 Mô hình trạm bơm 69

2.3.2 Mô hình thiết bị trộn hóa chất 70

2.3.3 Mô hình trạm bơm nhiên liệu 71

2.3.4 Mô hình hệ thống sản xuất rượu 73

2.3.5 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm dùng xi lanh khí nén 74

2.3.6 Mô hình thang máy chở người 3 tầng 75

2.3.7 Mô hình dèn giao thông hiện số 76

2.3.8 Mô hình mô phỏng đèn led và led 7 đoạn 77

2.3.9 Mô hình hệ thống băng tải 79

2.3.10 Mô hình điều khiển vị trí dùng động cơ bước 80

2.3.11 Mô hình điều khiển Động cơ KĐB 3 Pha quay 2 chiều có hãm động năng 83

2.3.12 Mô hình điều khiển Động cơ KĐB 3 Pha khởi động sao tam giác quay 1 chiều có hãm động năng 84

2.3.13 Mô hình điều khiển Động cơ KĐB 3 Pha khởi động sao tam giác quay 2 chiều có hãm động năng 85

2.3.14 Mô hình điều khiển Động cơ KĐB rotor lồng sóc khởi động qua 2 cấp R và có hãm động năng 86

2.3.15 Mô hình điều khiển Động cơ KĐB rotor dây quấn quay 2 chiều, khởi động qua 2 cấp R và có hãm động năng 87

PHẦN I – THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN LOGIC NÂNG CAO

Chương 1 LẬP TRÌNH PLC S7-1200

Giới thiệu chung

1.1.1 Ưu điểm và bảo mật

S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát nhiều Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200

S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO)

Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP Ngoài ra bạn có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232 1.1.2 Các chế độ hoạt động của PLC

CPU có 3 chế độ hoạt động: chế độ STOP, chế độ STARTUP và chế độ RUN Các LED trạng thái trên mặt trước của CPU biểu thị chế độ hiện thời của sự vận hành Trong chế độ STOP, CPU không thực thi chương trình nào, và ta có thể tải xuống một đề án Trong chế độ STARTUP, các OB khởi động (nếu có) được thực thi một lần Các sự kiện ngắt không được xử lý cho đến pha khởi động của chế độ RUN Trong chế độ RUN, chu kỳ quét được thực thi một cách lặp lại Các sự kiện ngắt có thể xuất hiện và được thực thi tại bất kỳ điểm nào nằm trong pha chu kỳ chương trình Ta không thể tải xuống một đề án trong khi đang ở chế độ RUN

Giới thiệu phần cứng PLC

(5) Khe cắm thẻ nhớ (6) Đèn led báo tín hiệu ngõ vào số (7) Đèn led báo tín hiệu ngõ ra số (8) Ngõ ra số

(9) Cổng kết nối Profinet (LAN) (10) Đèn báo tín hiệu trạng thái hoạt động PLC

Tạo project

Mở chương trình TIA V17

Tạo project mới

Chọn Create new project, đặt tên, nơi lưu sau đó nhấn Create

Cấu hình phần cứng chọn Configure a divice

Sau đó chọn add new device Chọn CPU giống như PLC thật

Sau đó chọn add

Vào default tag table, khai báo các tag sẽ sử dụng

Để viết chương trình vào Main

Vào Basic instruction, chọn bit logic operation

Để tạo nút duy trì vào General, chọn open branch

Khai báo các tag để hoàn chỉnh project

Vào comment ghi chú chức năng của network

Kết nối PC với PLC

Vào biểu tượng mạng, chọn Open Network and Sharing Center

Vào biểu tượng Local

Vào properties

Vào TCP/IPv4

Set IP cho máy tính là 192.168.1.10 hoặc 192.168.0.10

Để PC và PLC kết nối được thì ta phải set cùng lớp mạng, khác địa chỉ

Sau khi set xong ta nhấn Save

Chọn download

Chọn PCI nếu download từ LAN Còn Wifi thì chọn card wifi

Nhấn Start search để PC tìm PLC Nếu tìm thấy thì sợi dây liên kết có màu xanh

Nhấn Load để tiến hành download

Chọn Delete all để reset các module

Sau đó chọn Load

Nhấn Finish để kết thúc

Vận hành

Vào lại Main, chọn Go online

Để xem online nhấn Monitoring

Muốn nhấn Start thì phải có phần cứng, hoặc có thể vào Modify

Xung cạnh lên, xung cạnh xuống, set, reset

1.6.2 Xung cạnh lên, cạnh xuống

Để lấy lệnh xung cạnh lên ta vào basic instruction, chọn Positive

Trên ta nhập vào địa chỉ cần bắt xung Ví dụ M0.6

1.6.4 Các tiếp điểm đặt biệt

Muốn dùng các tiếp điểm đặc biệt trong S7-1200 ta phải kích hoạt Để mở chức năng các tiếp điểm đặc biệt ta làm như sau:

Chọn Properties

Vào tab General chọn System and clock memory

Chọn Enable Để kích hoạt các tiếp điểm đặc biệt của system memory byte Địa chỉ này có thể thay đổi được, nhưng mặc định là MB1

Chú ý: các bit M đã cấu hình là các tiếp điểm đặc biệt thì không được dùng vào mục đích khác

Nếu không biết lệnh có thể vào Manual

+ET: giá trị thời gian hiện tại

- Khi ngõ vào IN được cấp xung thì ngõ ra Q sẽ lên 1 trong khoản thời gian PT được đặt trước đó mà không cần quan tâm xung IN cấp vào dài hay ngắn, 1 xung hay 2 xung Nên được gọi là timer xung (TP)

1.7.2 Timer ON (TON)

- Để là việc với Timer ta vào Timer On Delay trong Basic intruction, Thay đổi IN sang

“FALSE”, trong khi bộ định thì vận hành, sẽ đặt lại và dừng bộ định thì

Đặt tên

Cú pháp

+ET: giá trị thời gian hiện tại

- Khi ngõ vào IN được cấp 1 tín hiệu “True” bộ định thời sẽ bắt đầu tính thời gian và sau 1 khoảng thời gian bằng PT thì ngõ ra Q sẽ hoạt động Khi ngõ vào IN về “False” thời gian sẽ được đặt lại về 0

Ví dụ: tạo chu kỳ đèn sáng tắt 1p

Ví dụ dùng Timer tạo 1 biến đếm

-Không được dùng ngõ ra của Timer để reset timer, mà phải dùng biến đệm

Không dùng được

1.7.3 Timer OFF (TOF)

Ngược lại với Timer ON, ta có Timer OFF delay (TOF) trong Basic intruction

Đặt tên

+ET: giá trị thời gian hiện tại

- Khi ngõ vào IN được cấp 1 tín hiệu “True” bộ định thời sẽ không hoạt động và giá trị thời gian luôn trở về mặt định 0, ngõ ra Q sẽ có tín hiệu hoạt động liên lục Khi ngõ vào IN chuyển sang “False” lúc này bộ định thời sẽ bắt đầu đếm thời gian và cho phép ngõ ra Q hoạt động cho đến lúc đếm hết thời gian cài đặt PT

Ví dụ:

1.7.4 Timer ON có nhớ (TONR)

- Được lấy trong mục Basic Instructions

+R: ngõ vào nhận tín hiệu đặt lại thời gian đếm

+PT: thời gian định thì mặc định là ms, có thể thêm đơn vị ở đằng sau như s, m, h, d, +Q: là ngõ ra được thực thi khi hết thời gian

+ET: giá trị thời gian hiện tại

- Tương tự như 1 Timer ON, TOR cũng hoạt động khi IN “True” nhưng khác với TON, khi IN về “False” TOR không đặt lại thời gian đếm mà dừng đếm tại thời điểm IN về

“False” và sẽ đếm tiếp khi IN “True” TOR chỉ đặt lại thời gian đếm về 0 khi ngõ vào R

”True”

Ví dụ: tạo 1 TOR đếm 10s

Cấp nguồn cho chân Reset

Đặt giá trị đếm cho counter

Ngõ ra của counter là “C”.QU có thể dùng để điều khiển đèn

1.8.2 Counter DOWN (CTD)

- Để lấy counter ta vào

- Chọn CTD

- Đặt tên

- Cú pháp

+ CD: với mỗi lần ngõ vào CD thay đổi từ “False”=>”True” thì Counter đếm xuống 1 + LD: ngõ vào đặt lại số đếm được cài đặt ở PV

+ PV: số lần đếm cần thiết để thực hiện 1 lệnh tại Q

+ Q: ngõ ra hoạt động sau khi số đếm hiện tại <=0

+ CV: số đếm hiện tại

1.8.3 Counter UP/DOWN (CTUD)

- Là sự kết hợp của cả CTU và CTD

+ PV: số lần đếm cần thiết để thực hiện 1 lệnh tại Q

+ QU: ngõ ra hoạt động sau khi số đếm hiện tại >=PV

+ QD: ngõ ra hoạt động sau khi số đếm hiện tại <=0

Ví dụ:

Ví dụ: bài tập kết hợp Timer, counter

Lệnh Move

Move là lệnh coppy giá trị Có những kiểu giá trị Move như sau:

Trong 1200 lệnh Move dùng chung cho tất cả các kiểu dữ liệu:

Hoặc có thể dùng xung clock 1Hz để tạo xung cho counter

Vấn đề là Counter có nhớ sau khi đếm Để xóa giá trị Counter khi PLC bắt đầu chạy ta cần phải reset counter Để reset có 2 cách: dùng OB100 hoặc First Scan

+Dùng OB100:

Vào Program block chọn Add new block

Chọn Startup

Sau đó ctick vào Add new and open và nhấn OK

Block này có nhiệm vụ restart, nên muốn restart gì thì đem vào đây Ví dụ muốn khi bật PLC lên thì Counter C1 có giá trị đếm là 0

Khi PLC đang chạy counter đang đếm

Khi stop PLC

Và khi On PLC lại

Và giá trị counter bắt đầu về 0

Hoặc dùng first Scan cũng tương tự

Hoặc reset Counter

Lệnh chuyển đổi

1.11.1 Lệnh chuyển đổi

Lệnh Convert dùng để chuyển đổi kiểu dữ liệu

Ví dụ: chuyể đổi Real sang Int

Có thể thay đổi định dạng của tag bằng Rewire tag thay vì ta mở tag lên và định dạng cho MD0 là Real

1.11.2 Lệnh làm tròn

Để làm tròn số ta dùng lệnh ROUND

Lấy lệnh và định dạng đầu vào / ra

Real thì dùng MD, MD thì phải cách 4 giá trị

Hoặc có thể xem đúng kiểu chưa

Nếu đã đúng thì không cần format lại

Khi nhập 3.4 thì được làm tròn là 3.0

Và khi 3.6 thì được làm tròn là 4.0

Vậy ROUND được làm tròn theo quy tắt là lớn hơn 0.5 thì tròn lên Bé hoặc bằng 0.5 thì làm tròn xuống

Khác với ROUND thì CEIL là lệnh làm tròn lên Nếu lớn 0.0 là được làm tròn lên

Khác với CEIL thì FLOOR là lệnh làm tròn xuống Nếu bé hơn 0.9 thì làm tròn xuống

Ngoài ra còn có lệnh làm tròn xuống cho cả số thập phân và số nguyên, đó là lệnh TRUNC

Đối với số thập phân sang số nguyên

Chọn khối read local time

Read local là đọc thời gian của máy tính, nghĩa là máy tính có thời gian sao thì PLC đọc vậy

Chọn RET_Van là MW100 Để đọc được ta cần phải cấu hình 1 khối DB

Đặt tên khối DB

Sau đó chọn Add new and open và nhấn ok

Đặt tên và khai báo kiểu dữ liệu DTL, khi đó trước tên có dấu sổ

Nhấn sổ ra

Chọn xuất thời gian thực ra

Muốn đọc giờ thì ta chỉ cần Move

Chọn là giờ

Xuất ra vùng nhớ dạng Byte

Đặt tên tag là giờ

Kiểu dữ liệu phải đúng trong bảng

Sau đó nhấn change

Có thể kiểm tra lại

Hiện tại là 2 giờ 40 phút ngày 01/02/2012

Kết quả trên không đúng với ngày giờ của máy tính

Để khắc phục thì ta vào cấu hình lại phần cứng

Vào phần time of day chọn lại múi giờ

Sau đó nhấn OK

Download phần cứng

Sau đó download chương trình Nếu muốn thay đổi ngày giờ để mô phỏng làm cách sau:

Sau đó bỏ chọn Take from PG/PC (không sử dụng ngày giờ của máy tính) Set lại thời gian cần thay đổi để mô phỏng (không cần thay đổi ngày giờ của hệ thống) Sau đó chọn apply

Ví dụ: bài tập thời gian thực

Đặt tên và enable chức năng HSC

Chức năng của HSC

Khai báo chức năng đếm là count Có nhiều chức năng: đếm xung, đếm chu kỳ, tần

số, Motion control Để đếm tốc độ động cơ ta dùng 2 pha A, B

Các thông số khác không thay đổi so với mặc định

Khai báo phần cứng: encoder đọc 2 xung A, B ứng với I0.0 và I0.1

Do tốc độ động cơ cao, nên cần phải lọc ngõ vào là Micro giây

Ngõ ra HSC mặc định lưu với địa chỉ ID1000

Lấy lệnh HSC vào Technology

Đổi tên

Lấy lệnh ra main

Trong đó:

+EN: đầu vào cho phép HSC hoạt động

+HSC: địa chỉ phần cứng của HSC Để biết HSC có địa chỉ nhiêu ta vào xem trong phần PLC tags -> Show all tags -> System constants:

Khi đó HSC_1 có địa chỉ là 257

+DIR: yêu cầu chiều đếm mới

+CV: yêu cầu thiết lập giá trị đếm mới

+RV: yêu cầu thiết lập giá trị tham chiếu mới

+PERIOD: chỉ dùng khi đếm chu kỳ

+NEW_DIR: thiết lập chiều đếm mới, nếu 1 đếm lên, -1 thì đếm xuống

+NEW_CV: giá trị đếm mới

+NEW_RV: giá trị tham chiếu mới

+NEW_ PERIOD: ta không dùng

+BUSY: thông báo chức năng bận

+STATUS: hiển thị code trạng thái

80A1 HSC identifier does not address a HSC

Thiết lập HSC bao gồm tên 257 và điều kiện reset giá trị xung

Lấy giá trị xung đọc được

Tạo thời gian lấy mẫu

Sau 0.5s thì lấy mẫu 1 lần

Tính tốc độ động cơ:

Kết quả:

Tocdo 

HSC Tmau  XungEncoder  60,[v / p]

Kết quả ở tần số 5Hz thì tốc độ là 163 vòng/phút

Analog

1.14.1 Analog input

Nếu con thường không có Analog thì ta phải add device

Vào xem địa chỉ mặc định của 2 kênh Analog Có địa chỉ mặc định là IW64 và IW66 Chỉ đọc điện áp từ 0-10V

Vào Conversion operations lấy 2 khối NORM và SCALE

Trong khối NORM có:

+EN: điều kiện để khối hoạt động

+VALUE: giá trị trung gian muốn Scale (thông thường là Real)

+MAX: giá trị lớn nhất, có thể 50Hz, 2950rpm,

+OUT: vùng nhớ giá trị để lưu giá trị cuối cùng

Hoặc có thể tạo chương trình con để đọc được Analog Input và Output thì ta dùng khối

FC

Ví dụ: đọc tín hiệu nhiệt độ của con PT100

Vì PT100 cho ra điện trở, để ra được nhiệt độ cần có bộ chuyển đổi R sang 0-10V

Giá trị ra này chưa thể sử dụng được, do đó ta phải đi xử lý tiếp

1.14.2 Analog output

Trước khi xuất ra tín hiệu Analog, thì ta cần phải xem cấu hình PLC có chức năng Analog output không, nếu có thì địa chỉ nhiêu, chức năng đọc dòng hay áp

Phải chuột vào module, chọn properties

Ta thấy có 2 kênh Analog output

Có thể thay đổi chức năng dòng hoặc áp

1.14.3 Chương trình con

Để giải quyết loại bài tập có nhiều chế độ độc lập nhau thì ta dùng chương trình con

Ví dụ viết chương trình điều khiển đèn 2 chế độ: Tự động: thì đèn sang tắt 0.5s Chế

độ tay thì đèn được điều khiển thông qua công tắt

Trong MAIN: trong Main thường dùng để gọi chương trình con, để gọi chương trình

ta chỉ cần rê và thả

Gọi chương trình Manual

Chương trình con: chương trình con thường nằm trong khối FC

Chương trình tự động: đèn tự động sáng tắt 0,5s

Chương trình con tay: đèn được bật tắt bằng tay

Bài tập: viết chương trình đèn giao thông có hai chế độ bình thường và nhấp nháy Chọn chế độ bằng thời gian thực hoặc nút nhấn.Xung PWM/PTO

Xung PWM

PWM ta cần quan tâm hai giá trị Tcycle, Ton và xác định ngõ phát xung

S7-1200 có V 4.0 trở lên có 4 kênh PWM Còn dưới thì 2 kênh 2 kênh đầu là 100kHz,

2 kênh sau là 30kHz

Ta chọn kênh 1 và tiến hành enable chức năng lên

Nếu để 100 thì tính tỷ lệ 0%-100%, tương ứng với bộ PID

Chọn cái chu kỳ phát xung Tcycle là 100ms Thường bé hơn 1s

Chọn cái tần số phát xung ban đầu, tần số này tốt nhất là 20% Chọn 20

Địa chỉ phát xung là Q0.0

Địa chỉ thanh ghi đầu ra

Ký hiệu của lệnh

Cách lấy lệnh

Đặt tên

Khai báo

- Chú ý ngõ phát xung của phần cứng và tần số tối đa mà phần cứng PLC đáp ứng được

- Lập trình PLC phá xung có tần số được nhập ở FREQUENY

- REQ: ngõ vào điều khiển cho phép phát xung

- PTO: địa chỉ kênh xung

- FREQUENCY: nhập tần số

- DONE: Báo trạng thái phát xung thành công

- BUSY: Báo trạng thái ngõ ra đang thực hiện 1 nhiệm vụ khác

- ERROR: Báo lỗi không thể phát xung

- STATUS: Hiển thị mã trạng thái mã lỗi

Điều khiển chuyển động (Motion control)

Cấu hình bộ phát xung PTO