Chương 7: ỨNG DỤNG PLC TRONG ĐIỀU KHIỂN 1) Giới thiệu: Thành phần cơ bản của S7-200 là khối xử lý trung tâm CPU-12 hoặc CPU-14. Ở đây xin chỉ đề cập đến CPU-14. a) Mô tả: Có 14 ngõ vào: từ I0.0 đến I0.7 và từ I1.0 đến I1.5. Có 10 ngõ ra : từ Q0.0 đến Q0.7 và từ Q1.0 đến Q1.1. Có 14 led báo trạng thái các ngõ vào, 10 led báo trạng thái các ngõ ra. Có 03 led báo trạng thái của CPU: _ Led SF : Báo trạng thái CPU còn tốt hay bò hỏng. _ Led RUN: Báo trạng thái CPU đang hoạt động. _ Led STOP: Báo trạng thái CPU đang ngưng hoạt động. Ngoài ra, khi có yêu cầu giao tiếp lớn, S7-200 cho phép ta kết nối thêm các modul mở rộng. Số modul mở rộng tối đa là 7, tương ứng với số ngõ vào cực đại là 64, số ngõ ra cực đại là: Các ngõ vào, ra đều có mức điện áp tác động là 24VDC. Các cổng ra RUN SF STOP I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 SIMATIC S7-200 Các cổng vào Cổng truyền thông Tính năng của CPU-14 DC/DC/DC: - Nguồn nuôi: 24VDC. - Mức logic ngõ vào : 24VDC = [1]. 0VDC = [0]. - Mức logic ngõ ra : 24VDC = [1]. 0VDC = [0]. Tải ngõ ra phải làm việc ở 24VDC và dòng tối đa là 50mA. - Có 2048 từ nhớ chương trình chứa trong ROM. - Có 2048 từ nhớ dữ liệu, trong đó 512 từ đầu tiên thuộc ROM. - Có 128 timer, tùy theo độ phân giải mà chia làm 3 loại: + 04 timer 01ms. + 16 timer 10ms. + 108 timer 100ms. - Có 128 bộ đếm – Counter, tùy vào cách đếm mà chia làm 2 loại: + Đếm lên : Count up. + Đếm lên xuống : Count up-down. - Có 688 bit nhớ đặt biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc. - Các chế độ ngắt và xử lý ngắt gồm: + Ngắt truyền thông. + Ngắt sườn lên. + Ngắt sườn xuống. + Ngắt thời gian. + Ngắt của bộ đếm tốc độ cao. + Ngắt truyền xung. - Có 03 bộ đếm tốc độ cao với tần số: 2KHz và 7KHz. - Có 02 bộ phát xung kiểu POT hoặc kiểu PWM. - Có 02 bộ điều chỉnh tương tự. - Toàn bộ vùng nhớ không bò mất dữ liệu trong 190 giờ khi PLC bò mất nguồn nuôi. b) Cấu trúc bộ nhớ: Bộ nhớ của S7-200 được chia làm 4 vùng: _ Vùng chương trình. _ Vùng tham số. _ Vùng dữ liệu. Trong đó hai vùng nhớ dữ liệu và đối tượng có vai trò quan trọng trong việc thực hiện một chương trình. Vùng dữ liệu: . V - Variable memory : Vùng nhớ biến. . I - Input image register : Vùng đệm ngõ vào. . Q - Output image register : Vùng đệm ngõ ra. . M – Internal memory bits : Vùng nhớ trong. . SM – Special memory bits : Vùng nhớ đặc biệt. - Các vùng nhớ này đều có thể truy cập được theo bit, byte, word hay double word: + Truy suất theo bit: Một lần một bit. Cú pháp: Tên vùng nhớ (+) đòa chỉ byte (+) . (+) đòa chỉ bit. Ví dụ: I0.0 : chỉ bit 0 của byte 0 của vùng I. +Truy suất theo byte: mỗi lần 1 byte. Cú pháp: Tên vùng nhớ (+) B (+) đòa chỉ byte. Ví dụ: VB1 : chỉ byte 1 của vùng V. +Truy suất theo word: Cú pháp: tên vùng nhớ (+) W (+) đòa chỉ byte cao. Ví dụ: VW100: chỉ word 100 gồm 2 byte 100 và 101 thuộc vùng V. +Truy suất theo Double word: Cú pháp: Tên vùng nhớ (+) D (+) đòa chỉ byte cao. Ví dụ: VD150 : chỉ double word gồm 4 byte: 150, 151, 152, 153. Vùng đối tượng: Được phân chia như sau: -Timer: từ T0 đến T127. -Bộ đếm: từ C0 đến C127. -Bộ đệm cổng vào tương tự: từ AW0 đến AW30. -Bộ đệm cổng ra tương tự: từ AQW0 đến AQW30. -Thanh ghi Acumulator: từ AC0 đến AC3, trong đó thanh ghi AC) không có khả năng làm con trỏ. -Bộ đếm tốc độ : từ HSC0 đến HSC2 c) Cách thực hiện một chương trình: PLC làm việc theo nguyên tắc thực hiện các vòng lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là một vòng quét. Mỗi vòng quét hoàn chỉnh gồm các bước như sau: 1. Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào bộ đệm ảo. 2. Thực hiện chương trình. 3. Truyền thông và tự kiểm tra lỗi. 4. Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi. Bước 1: Nhập dữ liệu từ thiết bò ngoại vi vào bộ đệm. Bước 2: Thực hiện chương trình. Bước 3: Truyền thông và tự kiểm tra lỗi. Bước 4: Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoài. d) Cấu trúc một chương trình: _ Một chương trình điều khiển có thể được viết trên phần mềm STEP7-MICRO/Dos hay STEP7- MICRO/Win. _ Có thể nạp chương trình vào cho CPU nhờ máy tính cá nhân hoặc thiết bò lập trình bằng tay PG702. _ Một chương trình của S7200 gồm các phần sau: Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh MEND. Các chương trình con và chương trình xử lý ngắt phải được viết sau lệnh MEND. Một chương trình con được bắt đầu bằng lệnh SBR và kết thúc bằng lệnh RET. Một chương trình xử lý ngắt được bắt đầu bằng lệnh INT và kết thúc bằng lệnh RETI. e) Các chế độ làm việc: STOP/TERN/RUN: Ta chọn chế độ làm việc của PLC bằng cách tác động vào công tắc ba vò trí Stop/Tern/Run. Khi nạp chương trình vào PLC phải để công tắc ở vò trí Stop. f) Soạn thảo một chương trình trong S7-200: _ Dạng LADer _ Dạng STatement List g) Qui trình thiết kế hệ điều khiển dùng PLC: Để thiết kế một hệ điều khiển dùng PLC ta thực hiện các bước sau: Xác đònh yêu cầu điều khiển: Nắm rõ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bò, yêu cầu điều khiển là gì. Vẽ lưu đồ: Bước vẽ lưu đồ giúp ta có thể nhìn một cách tổng quan về yêu cầu điều khiển và kết nối giữa hệ thống với thiết bò. Xác đònh I/O: Ngõ vào thường là các tiếp điểm, rơle, … Ngõ ra thường là các cuộn dây, motor, contactor… Viết chương trình: Khi xây dựng lưu đồ đúng,ta sẽ chuyển được sang sơ đồ LAD một cách dễ dàng. Nạp chương trình vào PLC: Để mô phỏng chương trình, cần thiết phải nạp vào PLC. Kiểm tra: Trong quá trính mô phỏng, nếu phát hiện sai sót, lỗi, ta sẽ thoát ra ngoài để sửa lại chương trình. Nếu chương trình chạy tốt, ta kết nối PLC với các thiết bò. Kết thúc: Kết nối PLC với các thiết bò và chấm dứt. . nhân hoặc thiết bò lập trình bằng tay PG702. _ Một chương trình của S7200 gồm các phần sau: Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh MEND. Các chương trình con và chương trình xử lý ngắt phải. hệ điều khiển dùng PLC: Để thiết kế một hệ điều khiển dùng PLC ta thực hiện các bước sau: Xác đònh yêu cầu điều khiển: Nắm rõ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của thiết bò, yêu cầu điều khiển. lệnh MEND. Một chương trình con được bắt đầu bằng lệnh SBR và kết thúc bằng lệnh RET. Một chương trình xử lý ngắt được bắt đầu bằng lệnh INT và kết thúc bằng lệnh RETI. e) Các chế độ làm