trạm trộn nguyên liệu dùng plc s7300

trạm trộn nguyên liệu dùng plc s7300

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH DOANH VÀ CÔNG NGHỆ HÀ NỘI

KHOA CƠ – ĐIỆN TỬ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KINH DOANH VÀ CÔNG NGHỆ HÀ NỘI _

Hà Nội Ngày … Tháng … Năm ….

BIÊN BẢN HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Tên đề tài:

Sinh viên thực hiện: .Lớp

NỘI DUNG NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ:

Kết luận

Hà Nội, ngày tháng năm 20…

THƯ KÝ CHỦ TỊCH CÁC UỶ VIÊN HỘI ĐỒNG

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới và phát triển nền khoa học kỹ thuật ngày càngđược chú trọng, do vậy ngành công nghiệp hoá và hiện đại hoá được quan tâmhàng đầu Nhằm giảm sức lao động của con người tăng cao năng suất hiệu quảkinh tế cao nhờ có những dây chuyền hệ thống tự động ngày càng hoàn thiện, từđơn giản đến phức tạp từ tự động hoá từng phần đến toàn bộ dây chuyền nhờ sựphát triển vượt bậc của các linh kiện điện tử gọn nhẹ và đa năng làm việc ổn định

độ tin cậy lớn đã giúp các nhà thiết kế và chế tạo ra những sản phẩm với chấtlượng cao giá thành hạ Được sự hỗ trợ phát triển mạnh của công nghệ thông tincùng với yêu cầu về tự động bộ thiết bị khả lập trình PLC ra đời đã trở thành mộtcông cụ hoàn hảo để phục vụ cho hệ thống tự động hoá quá trình sản xuất Ngoài

ra máy tính cũng được dùng như một thiết bị điều khiển vạn năng, nó được đặt trựctiếp trên các dây chuyền công nghệ để giám sát và quản lý các quá trình Để trợgiúp con người điều khiển một cách tối ưu của quá trình sản xuất với hiệu quả cao

Trong quá trình học và được sự đồng ý của thầy hướng dẫn Em được giao

nhiệm vụ: "Thiết Kế Hệ Điều Khiển Và Giám Sát Thiết Bị Hệ phối liệu của

dây truyền sản xuất dược liệu”

Song do thời gian có hạn và kinh nghiệm chưa có, nên trong bản đồ án của

em còn có nhiều sai sót Nhưng được sự giúp đỡ của bạn bè trong lớp và đặc biệtđược sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS.Bùi Quý Lực đã giúp đỡ và sửa chữa

để em hoàn thiện bộ đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô trong Bộ môn

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG WINCC ( WINDOWS CONTROL CENTER )

SCADA là hệ thống điều khiển có đặc thù là có tính phân bố cao về phần chấp hành nhưng lại có tính tập trung về phần điều khiển (phần mềm điều khiển, thu thập, lưu trữ và xử lý số liệu tại trung tâm) Vì vậy nó có thể đáp ứng được yêu cầu của hệ thống đòi hỏi phân bố trên phạm vi địa hình rộng SCADA là một hệ thống mở nên dễ dàng nâng cấp và mở rộng khi cần thiết

Hình 1-1

1.1 Giới thiệu chung

WinCC (WindowsControlCenter - Trung tâm điều khiển trên nền Windows),cung cấp các công cụ phần mềm để thiết lập một giao diện điều khiển chạy trên các

hệ điều hành của Microsoft như Windows NT và Windows 2000 Trong dòng cácsản phẩm thiết kế giao diện phục vụ cho vận hành và giám sát, WinCC thuộc thứhạng SCADA với những chức năng hữu hiệu dành cho việc điều khiển

Một trong những đặc điểm của WinCC là đặc tính mở Nó có thể sử dụng mộtcách dễ dàng với các phần mềm chuẩn và phần mềm của người sử dụng, tạo nêngiao diện người - máy đáp ứng nhu cầu thực tế một cách chính xác.Những nhàcung cấp hệ thống có thể phát triển ứng dụng của họ thông qua giao diện mở củaWinCC như một nền tảng để mở rộng hệ thống

Hình 1-2

WinCC kết hợp các bí quyết của hãng Siemens - công ty hàng đầu trong tự động hoá quá trình và Microsoft - công ty hàng đầu trong việc phát triển phần mềmcho PC

Ngoài khả năng thích ứng cho việc xây dựng các hệ thống có quy mô lớn nhỏ khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những ứng dụng có quy

mô toàn công ty như: việc tích hợp với những hệ thống cấp cao MES

(Manufacturing Excution System - hệ thống quản lý việc thực hiện sản xuất) và ERP (Enterprise Resource Planning) WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở quy

mô toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của Siemens có mặt khắp nơi trên thế giới

1.3 Các đặc điểm chính:

Sử dụng công nghệ phần mềm tiên tiến:

WinCC sử dụng công nghệ phần mềm mới nhất.Nhờ sự cộng tác của Siemens

và Microsoft, người dùng có thể yên tâm với sự phát triển của công nghệ phầnmềm mà Microsoft là người dẫn đầu

Hệ thống khách chủ với các chức năng SCADA:

Ngay từ hệ thống WinCC cơ sở đã có thể cung cấp tất cả các chức năng đểngười dùng có thể khởi động các yêu cầu hiển thị phức tạp.Việc gọi những hìnhảnh (picture), các cảnh báo (alarm), đồ thị trạng thái (trend), các báo cáo (report)

có thể dễ dàng được thiết lập

Có thể nâng cấp mở rộng dễ dàng từ đơn giản đến phức tạp:

WinCC là một module trong hệ thống tự động hoá, vì thế, có thể sử dụng nó

để mở rộng hệ thống một cách linh hoạt từ đơn giản đến phức tạp từ hệ thống vớimột máy tính giám sát tới hệ thống nhiều máy giám sát, hay hệ thống có cấu trúcphân tán với nhiều máy chủ (server)

Có thể phát triển tuỳ theo lĩnh vực công nghiệp hoặc từng yêu cầu công nghệ.Một loạt các module phần mềm mở rộng định hướng cho từng loại ứng dụng đãđược phát triển sẵn để người dùng chọn lựa khi cần

Cơ sở dữ liệu ODBC/SQL đã được tích hợp sẵn:

Cơ sở dữ liệu Sysbase SQL đãđược tích hợp sẵn trong WinCC.Tất cả các dữliệu về cấu hình hệ thống và các dữ liệu của quá trình điều khiển đựơc lưu giữtrong cơ sở dữ liệu này.Người dùng có thể dễ dàng truy cập tới cơ sở dữ liệu củaWinCC bằng SQL (Structured Query Language) hoặc ODBC (Open DatabaseConnectivity) Sự truy cập này cho phép WinCC chia sẻ dữ liệu với các ứng dụng

và cơ sở dữ liệu khác chạy trên nền Windows.

Các giao thức chuẩn mạnh (DDE, OLE, ActiveX, OPC):

Các giao diện chuẩn như DDE và OLE dùng cho việc chuyển dữ liệu từ cácchương trình chạy trên nền Windows cũng là những tính năng của WinCC Cáctính năng như ActiveX control và OPC server và client cũng được tích hợp sẵn.

Ngôn ngữ vạn năng:

WinCC được phát triển dùng ngôn ngữ lập trình chuẩn ANSI-C

Giao diện lập trình API mở cho việc truy cập tới các hàm của WinCC và dữ liệu:

Tất cả các module của WinCC đều có giao diện mở cho giao diện lập trìnhdùng ngôn ngữ C (C programming interface, C-API) Điều đó có nghĩa là ngườidùng có thể tích hợp cả cấu hình của WinCC và các hàm thực hiện (runtime) vàomột chương trình của người sử dụng

Cài đặt phần mềm với khả năng lựa chọn ngôn ngữ:

Phần mềm WinCC được thiết kế trên cơ sở nhiều ngôn ngữ.Nghĩa là, ngườidùng có thể chọn tiếng Anh, Pháp, Đức hay thậm chí các ngôn ngữ châu á làmngôn ngữ sử dụng Các ngôn ngữ này cũng có thể thay đổi trực tuyến

Giao tiếp với hầu hết các loại PLC:

WinCC có sẵn các kênh truyền thông để giao tiếp với các loại PLC củaSiemens như SIMATIC S5/S7/505 cũng như thông qua các giao thức chung như

PROFIBUS DP, DDE hay OPC Thêm vào đó, các chuẩn thông tin khác cũng cósẵn như là những lựa chọn hay phần bổ sung.

WinCC như một phần tử của hệ thống Tự động hoá tích hợp toàn diện (Totally Integrated Automation-TIA):

WinCC đóng vai trò như cửa sổ hệ thống và là phần tử trung tâm của hệ Nócũng chính là phần tử SCADA trong hệ thống PCS 7 của Siemens

1.4 Các cấu hình hệ thống cơ bản:

WinCC có thể hỗ trợ các cấu hình hệ thống từ thấp đến cao, ví dụ như trongcác cấu hình như sau:

- Hệ thống điều khiển dùng một máy tính (Sing-user system)

- Hệ thống điều khiển dùng nhiều máy tính (Multi-user system)

- Cấu trúc Client/Server có dự phòng

- Cấu trúc hệ thống phân tán với nhiều trạm chủ (server)

1.5 Các chức năng cơ bản

1.5.1 Giao diện người sử dụng:

Không phụ thuộc vào các ứng dụng nhỏ hay lớn, đơn giản hay phức tạp, dùngWinCC ta có thể thiết kế ra các giao diện cho người sử dụng để phục vụ cho việcđiều khiển và tối ưu hoá quá trình sản xuất

WinCC có một bộ công cụ thiết kế giao diện đồ hoạ mạnh như các Toolbox,các Control, các OCX được đặt dễ dàng trên của sổ thiết kế

Giao diện người sử dụng cho phép hiển thị quá trình hội thoại giữa người điềukhiển và quá trình điều khiển một cách linh hoạt và phụ thuộc vào nhu cầu của quátrình điều khiển Màn hình điều khiển có thể thể hiện quá trình công nghệ một cáchtoàn cảnh, qui trình công nghệ chính hoặc một cụm công nghệ nào đó cần theo dõi.WinCC có thể ghi nhớ các giá trị của các biến Và cũng như vậy, nó cũng cóthể ghi nhận ngày tháng, thời gian, người sử dụng, giá trị cũ và mới Vì thế diễn

biến của những quá trình có tính chất kịch tính có thể được tái tạo lại phục vụ chomục đích phân tích.

1.5.2 Quyền truy nhập hệ thống và công tác quản trị người sử dụng

WinCC chỉ cho phép những người được ủy quyền truy cập vào hệ thống Cótới 1000 mức truy cập khác nhau cho phép phân chia quyền truy cập và can thiệpvào hệ thống ở mức độ khác nhau Mật khẩu (password) và tên người sử dụng(user name) xác định quyền truy cập của mỗi người Điều này cũng có thể đượcđịnh nghĩa lại trong quá trình vận hành hệ thống Một công cụ có tên là “UserAdministrator” (Quản trị người sử dụng) được dùng để thoả mãn mục đích này.Quyền truy cập sẽ hết hiệu lực nếu thời hạn cho phép đã kết thúc.

1.5.3 Chuyển đổi ngôn ngữ sử dụng

Một vài ngôn ngữ có thể được xác lập trong quá trình cài đặt để làm ngôn ngữ

sử dụng của một dự án Trong quá trình vận hành, người sử dụng chỉ việc nhấnchuột vào một hộp thoại để thay đổi ngôn ngữ sử dụng

1.5.4 Hệ thống đồ hoạ (Graphics System)

Hệ thống đồ hoạ của WinCC xử lý tất cả các đầu vào và đầu ra thể hiện trênmàn hình trong quá trình vận hành.Khả năng hiển thị thông tin điều khiển dướidạng đồ hoạ được thực hiện bởi một module chương trình có tên gọi là GraphicsDesigner Công cụ này có thể cung cấp các công cụ có sẵn như:

 Các hình vẽ của các phần tử tiêu biểu (như bơm, van, động cơ, silô )

 Các phím, hộp thoại, thanh trượt

 Các đối tượng đã được thay đổi để phù hợp với nhu cầu của người sửdụng.

Người xây dựng hệ thống có thể thể hiện qui trình công nghệ mà mình điềukhiển bằng đồ họa Việc định nghĩa các tính chất cơ bản của các đồ hoạ như: hìnhdáng hình học, màu sắc, kiểu hoa văn, có thể được thực hiện dễ dàng bằng cách

sử dụng các công cụ thiết kế đồ hoạ có sẵn

1.5.5 Hệ thống thông báo (Message System)

Hệ thống thông báo của WinCC cung cấp thông tin đầy đủ về các lỗi và trạngthái nói chung trong quá trình hoạt động Nó thể hiện các thông báo lúc hiện tạicũng như trong quá khứ Các thông báo này giúp người vận hành sớm phát hiện racác sự cố để khắc phục kịp thời, tránh được các sự cố Ta có thể tự do lựa chọn cáckhối thông báo, các thứ hạng thông báo, các dạng thông báo, các kiểu hiển thịthông báo

Một thông báo gồm các khối thông báo có chứa các giá trị của quá trình Mỗithông báo được sắp đặt tại một tệp tin (file) bao gồm 16 thứ hạng thông báo(message classes) và 16 loại thông báo (message type) cho mỗi thứ hạng thôngbáo Điều đó có nghĩa là: có thể phân biệt các thông báo thuộc loại cảnh báo, nhắcnhở, báo lỗi, hoạt động sai chức năng, cho các vùng khác nhau của hệ thống

Hình 1-3 1.5.6 Chức năng thu thập dữ liệu (Tag Logging)

Chức năng này được sử dụng để thu thập các dữ liệu của quá trình công nghệ

để hiển thị chúng và lưu trữ Ta có thể tự do định dạng các dữ liệu khi lưu trữchúng Các giá trị của quá trình được thể hiện bằng bảng trực tuyến (Online Table)

và đồ thị Trong việc này Tag Logging Editor cho phép ta thu thập dữ liệu và biểudiễn theo cách mà ta muốn

Các phương pháp thu thập và lưu trữ dữ liệu:

- Liên tục theo chu kỳ (Cyclical logging): các giá trị được thu thập một cách

liên tục theo chu kỳ và trong trật tự thời gian

- Theo chu kỳ chọn lựa (selective logging): quá trình thu thập dữ liệu chỉ bắt

đầu khi xảy ra một sự kiện nào đó và kết thúc khi sự kiện đó chấm dứt Ví

dụ, quá trình thu thập dữ liệu sẽ tiến hành khi có những sự kiện sau:

+ Thay đổi giá trị của một biến nhị phân

+ Giá trị của một biến tương tự vượt quá một ngưỡng cho trước

+ Tại một điểm thời gian định trước

+ Tác động của bàn phím hoặc chuột

+ Có lệnh của hệ thống máy tính cấp cao hơn

- Không theo chu kỳ (acyclical logging): sự kiện bắt đầu phụ thuộc vào một

hay nhiều bit Quá trình thu thập dữ liệu bắt đầu khi các bit này chuyển từ 0sang 1 hay ngược lại

- Chỉ khi có sự thay đổi (archiving only when changed): hệ thống chỉ lưu trữ

dữ liệu khi có sự thay đổi lớn hơn một giá trị đã định trước Các giá trị củaqúa trình có thể lưu trữ trong kho lưu trữ (Process Value Archives) hay kholưu trữ được nén Các kho lưu trữ này có thể nằm trên vùng nhớ đệm của bộnhớ hay chứa trên ổ cứng Quá trình thu thập và lưu trữ liên tục đòi hỏingười sử dụng định trước kích cỡ của các bản ghi Nếu bộ nhớ đầy, các giátrị cũ sẽ tự động bị xoá nhường chỗ cho các giá trị mới

Hình 1-4 1.5.7 Hệ thống báo cáo (Report System)

WinCC cung cấp hệ thống báo cáo cho phép ta đưa các dữ liệu ra giấy Nó incác báo cáo về thứ tự của các thông báo, báo cáo về việc lưu trữ các thông báo, báocáo về hoạt động của người vận hành, báo cáo về các thông báo của hệ thống, báocáo của người sử dụng và báo cáo dưới dạng văn bản in với định dạng tuỳ ý

Trong công cụ thiết kế các báo cáo (Report Designer), ta có thể qui định dạngthức của báo cáo được in ra, số trang in và lựa chọn máy in Trong quá trình đó tacũng có thể qui định chu kỳ in báo cáo ra một cách tự động.

Các báo cáo cũng có thể được in ra theo sự kiện hay theo lệnh của người vậnhành Ta có thể gán từng loại báo cáo cho các máy in khác nhau

Hình 1-5 1.5.8 Chức năng Text Library

Trong Text Library, bạn có thể sửa các văn bản thể hiện sự thay đổi của cácmodule được sử dụng trong lúc chạy chương trình Các văn bản với những ngônngữ khác nhau cũng được định nghĩa tại đây Những văn bản sau đó xuất ra tươngứng với việc lựa chọn ngôn ngữ lúc chạy chương rình

1.5.9 Hệ thống lưu giữ dữ liệu người dùng (User Archives)

User Archiver là một hệ thống cơ sở dữ liệu mà người dùng có thể tự định cấuhình cho nó Dữ liệu từ quá trình công nghệ có thể được lưu giữ liên tục trên PC vàbiểu diễn trực tuyến lúc chạy chương trình Ngoài ra, nó còn chỉ định việc kết nối

để trao đổi với các thiết bị tự động khác Điều này có nghĩa là các công thức, thông

số trong chương trình có thể được soạn thảo, lưu giữ và sử dụng trong hệ thống

Hình 1-6 1.6 Các bước cơ bản tiến hành thiết kế

Để tạo một dự án mới ta chọn File\New Một hộp thoại sẽ mở ra cho phép

xây dựng một Project mới

- Chọn Single-User Project\OK: tạo một dự án đơn người sử dụng

1.6.1.3 Kết nối với PLC:

Để khai báo việc kết nối với một PLC mới bằng cách kích chuột phải vào

Tag Management\Add New Driver Trong hộp thoại hiện ra ta chọn chọn

“SIMATIC S7 Protocol Suite.chn”

1.6.1.4 Tag và Tag Group:

 Tạo Internal tag:

Trong Tag management, kích phải chuột vào Internal Tag\New Tag Xuất

hiện hộp thoại Tag Properties cho phép ta nhập tên, kiểu dữ liệu của Tag

Kích phải chuột lên kết nối PLC vừa tạo như trên: New Group\Properties

Of Tag Group, nhập tên Group sau đó nhấn OK

 Tạo External tag:

- Kích phải chuột trên kết nối PLC chọn New Tag\Tag Properties, nhập

tên, kiểu dữ liệu của Tag sau đó nhấn OK

- Nhấn nút Select để mở hộp thoại Address Properties sau đó chọn kiểu dữ

liệu cho Tag, vùng địa chỉ Tag truy cập

1.6.2 Thiết kế giao diện đồ họa:

Trong cửa sổ WinCC Explorer ta kích phải chuột vào Graphics Designer\chọn New Picture, trang giao diện đồ hoạ Newpld0.Pdl sẽ hiện ra trong

cửa sổ WinCC Explorer Để thiết kế đồ hoạ ta có thể nhấp Double chuột vào tên

bức tranh và chọn Open Picture WinCC hỗ trợ một công cụ mạnh về đồ hoạ, và

hỗ trợ một thư viện rất lớn về các thiết bị công nghiệp rất sinh động, ta có thể chọn

và đem ra sử dụng nó một cách dễ dàng

1.7 Truyền Thông Trong Môi Trường WinCC

Truyền Thông Trong Môi Trường WinCC

1.7.1 Bản chất truyền thông giữa máy tính (PC) và PLC

Bản chất của quá trình này được thể hiện như sơ đồ sau đây:

Hình 1-7

1.7.2 Data Manager (Trình quản trị dữ liệu):

WinCC Data Manager quản lý dữ liệu (Database) Người sử dụng khôngthấy được trình quản lý dữ liệu này Trình quản lý dữ liệu làm việc với dữ liệuđược sinh ra từ WinCC Project và được cất trong cơ sở dữ liêïu của Project Nó quản lý các biến WinCC trong lúc chạy chương trình Tất cả các người sử dụng

WinCC phải yêu cầu dữ liệu từ trình quản lý dữ liệu ở các dạng biến WinCC Các

ứng dụng này gồm Graphic Runtime, Alarm Logging Runtime và Tag Logging Runtime.

1.7.3 Các trình điều khiển truyền thông (Communication driver):

Để cho WinCC truyền thông với các kiểu PLC khác, người sử dụng phải nốitrình quản lý dữ liệu với PLC Trình điều khiển truyền thông gồm một C++DLL,

mà truyền thông giao tiếp với trình quản lý dữ liệu Trình điều khiển truyền thông

cung cấp các giá trị quá trình cho WinCC Tag.

1.7.4 Đơn vị kênh (Channel Unit):

Ngõ vào Communication Driver trong Tag Managerment chứa ít nhất mộtSub-Entry Sub-Entry của Communication Driver này gọi là đợn vị kênh Mỗi đơn

vị tạo nên giao tiếp với một Hardware và như vậy với Modul truyền thông của PC.

Người ta phải định nghĩa đơn vị kênh Modul truyền thông này được gán trong hộpthoại System Parameters

1.8 CÁC ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG SCADA

Ngày nay hệ thống SCADA được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực công nghiệp Đặc biệt trong một số lĩnh vực sau:

• Hệ thống SCADA cho các trạm trộn bê tông, các nhà máy sản xuất xi-măng,các nhà máy chế biến thực phẩm, nước giải khát

• Hệ thống SCADA cho hệ thống vận chuyển hành lý và hàng hoá tại các sân bay, bến cảng

• Hệ thống SCADA giám sát các giàn khoan ống dẫn dầu, dẫn khí

• Hệ thống SCADA cho nhà máy nước, xử lý chất thải, các kho xăng dầu

• Hệ thống SCADA cho hệ thống phân phối lưới điện

Ngoài ra, hệ thống SCADA còn được ứng dụng để giám sát và điều khiểntrong các nhà máy hạt nhân và trong các ngành kỹ thuật hàng không vũ trụ và một

số ngành công nghiệp công nghệ cao khác

Chương trình điều khiển

Tín hiệu vào Tín hiệu điều khiển

PLC (Programable Logic Controler) là một thiết bị điều khiển sử dụng

một bộ nhớ có thể lập trình, bộ nhớ này sẽ lưu giữ các cấu trúc lệnh (Logic, thờigian, bộ đếm, các hàm toán học ) để thực hiện các chức năng điều khiển

Hình 2-1

Tín hiệu đưa vào PLC được lấy từ các thiết bị như các cảm biến (sensor), côngtắc Tín hiệu đầu ra PLC có thể được sử dụng để điều khiển một đối tượng (mộtđộng cơ, van ) hoặc có thể là cả một quá trình (process)

Ban đầu PLC chỉ đơn thuần được thiết kế để thay thế cho các hệ điều khiểndùng Rơle, công tắc tơ đơn thuần, tuy nhiên trong quá trình phát triển, với một

ưu điểm lớn là có thể chỉnh sửa lại chương trình điều khiển tuỳ ý mà không mấtnhiều công sức cũng như các chi phí, bởi vậy có thể được ứng dụng rất linhhoạt, PLC ngày nay đã phát triển và có những khả năng để có thể điều khiểncác hệ điều khiển rất phức tạp, có thể coi PLC như một máy tính có các đặcđiểm sau:

Được thiết kế với cấu trúc đơn giản, có thể làm việc trong môi trường côngnghiệp (chịu được rung, tiếng ồn, nhiệt độ, độ ẩm cao)

− Các tín hiệu vào và ra được cách ly về điện với bộ điều khiển

− Lập trình đơn giản, chỉ thuần tuý thực hiện các chức năng mang tínhLogic

Ra đời năm 1968 với 20 đầu nhận tín hiệu vào ra số, ngày nay PLC đã đượcchế tạo theo Modul để có thể mở rộng theo yêu cầu, có thể làm việc với một sốlượng rất lớn các đầu vào ra (số, tương tự), và có thể thực hiện cả những chứcnăng điều khiển phức tạp như luật điều khiển PI, PID

2.2 Đặc điểm hệ thống điều khiển dùng PLC

Sự ra đời của hệ điều khiển PLC đã làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển cũng nhưcác quan niệm thiết kế về chúng, hệ điều khiển dùng PLC có nhiều ưu điểm như sau:

- Giảm 80% số lượng dây nối

- Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp

- Có chức năng tự chuẩn đoán do đó giúp cho công tác sửa chữa được nhanh chóng

và dễ dàng

- Chức năng điều khiển thay đổi dễ dàng bằng thiết bị lập trình (máy tính, màn hình) mà không cần thay đổi phần cứng nếu không có yêu cầu thêm bớt các thiết bịvào, ra

- Số lượng rơle và timer ít hơn nhiều so với hệ điều khiển cổ điển

- Số lượng tiếp điểm trong chương trình sử dụng không hạn chế

- Thời gian hoàn thành một chu trình điều khiển rất nhanh (vài ms) dẫn đến tăng cao tốc độ sản xuất

- Chương trình điều khiển có thể in ra giấy chỉ trong vài phút giúp thuận tiện cho vấn đề bảo trì và sửa chữa hệ thống

- Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học

- Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa

- Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp

- Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các Modul mở rộng

- Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ

- Giá cả có thể cạnh tranh được

Đặc trưng của PLC là khả năng có thể lập trình được, chỉ số IP ở dải quy định cho phép PLC hoạt động trong môi trường khắc nghiệt công nghiệp, yếu tố bền vững thích nghi, độ tin cậy, tỉ lệ hư hỏng rất thấp, thay thế và hiệu chỉnh chương trình dễdàng, khả năng nâng cấp các thiết bị ngoại vi hay mở rộng số lượng đầu vào nhập

và đầu ra xuất được đáp ứng tuỳ nghi trong khả năng trên có thể xem là các tiêu chíđầu tiên cho chúng ta khi nghĩ đến thiết kế phần điều khiển trung tâm cho một hệ thống hoạt động tự động

2.3 Đặc điểm hệ thống điều khiển dùng Rơle

- Tốn kém rất nhiều dây dẫn

- Thay thế rất phức tạp

- Cần công nhân sửa chữa tay nghề cao

- Công suất tiêu thụ lớn

- Thời gian sửa chữa lâu

- Khó cập nhật sơ đồ nên gây khó khăn cho công tác bảo trì cũng như thay

thế

So sánh điều khiển PLC với điều khiển bằng rơle

Có thể so sánh hệ diều khiển rơle và hệ điều khiển PLC như sau :

• Hệ rơle :

 Nhiều bộ phận được chuẩn hóa

 Ít nhạy cảm với nhiễu

 Kinh tế với các hệ thống nhỏ

 Thời gian lắp đặt lâu

 Thay đổi khó khăn

 Kích thước lớn.

 Cần bảo quản thường xuyên

 Khó theo dõi và kiểm tra các hệ thông lớn, phức tạp

 Bộ thiết bị lập trình thường đắt,sử dụng ít

2.4 Ứng dụng của PLC trong công nghiệp

Từ các ưu điểm nêu trên, hiện nay PLC đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau trong công nghiệp như:

- Hệ thống nâng vận chuyển

- Dây chuyền đóng gói

- Các robot lắp giáp sản phẩm

- Điều khiển bơm

- Dây chuyền xử lý hoá học

- Công nghệ sản xuất giấy

- Dây chuyền sản xuất thuỷ tinh

- Sản xuất xi măng

- Công nghệ chế biến thực phẩm

- Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn

- Dây chuyền lắp giáp Tivi

- Điều khiển hệ thống đèn giao thông

- Quản lý tự động bãi đậu xe

- Hệ thống báo động.

- Dây chuyền may công nghiệp

- Điều khiển thang máy

- Dây chuyền sản xuất xe ôtô

- Khả năng truyền thông

Các bộ điều khiển lớn thì các thành phần trên được lắp thành các modul riêng.Đối với các bộ điều khiển nhỏ, chúng được tích hợp trong bộ điều khiển Các

bộ điều khiển nhỏ này có số lượng ngõ vào-ra cho trước cố định Bộ điều khiểnđược cung cấp tín hiệu bởi các tín hiệu từ các cảm biến ở ngõ vào của nó Tín hiệunày được xử lý tiếp tục thông qua chương trình điều khiển đặt trong bộ nhớchương trình Kết quả xử lý được đưa ra ngõ ra để đến đối tượng điều khiển hay

khâu điều khiển ở dạng tín hiệu Cấu trúc của một PLC có thể được mô tả như hìnhsau:

Hình 2-2

- Bộ nhớ chương trình : là một bộ nhớ điện tử đặc biệt có thể đọc được Nếu

sử dụng bộ nhớ đọc-ghi được (RAM), thì nội dung của nó luôn luônđược thay đổi ví dụ như trong trường hợp vận hành điều khiển Trongtrường hợp điện áp nguồn bị mất thì nội dung trong RAM có thể vẫn đượcgiữ lại nếu như có sử dụng Pin dự phòng

- Hệ điều hành : sau khi bật nguồn cung cấp cho bộ điều khiển, hệ điều hành

của nó sẽ đặt các counter, timer, dữ liệu và bit nhớ với thuộc tính retentive cũng như ACCU về 0 Để xử lý chương trình, hệ điều hành đọctừng dòng chương trình từ đầu đến cuối Tương ứng hệ điều hành thực hiệnchương trình theo các câu lệnh

non Bit nhớ (Bit memoryt) : Các bit memory là các phần tử nhớ, mà hệ điều

hành ghi nhớ trạng thái tín hiệu

- Bộ đệm (Proccess Image) :là một vùng nhớ, mà hệ điều hành ghi nhớ các

trạng thái tín hiệu ở các ngõ vào ra nhị phân

- Accumulator : là một bộ nhớ trung gian mà qua nó timer hay counter được

nạp vào hay thực hiện các phép toán số học

- Counter, Timer : cũng là các vùng nhớ, hệ điều hành ghi nhớ các giá trị

đếm trong nó

- Hệ thống Bus : Bộ nhớ chương trình, hệ điều hành và các modul ngoại vi

(các ngõ vào và ngõ ra) được kết nối với PLC thông qua Bus nối Một Busbao gồm các dây dẫn mà các dữ liệu được trao đổi Hệ điều hành tổ chứcviệc truyền dữ liệu trên các dây dẫn này

2.6 Các khối của PLC

- Khối nguồn :có nhiệm vụ biến đổi điện áp lưới (110V hay 220V ) thành

điện áp thấp hơn cung cấp cho các khối của thiết bị tự động Điện áp này

là 24VDC Các điện áp cho cảm biến, thiết bị điều chỉnh và các đèn báonằm trong khoảng (24 220V) có thể được cung cấp thêm từ các nguồn phụ

ví dụ như biến áp

- Bộ nhớ đọc-ghi RAM (random-access memory) : Bộ nhớ ghi-đọc có 1 số

lượng các ô nhớ xác định Mỗi ô nhớ có 1 dung lượng nhớ cố định và nó chỉtiếp nhận 1 lượng thông tin nhất định Các ô nhớ được ký hiệu bằng các địachỉ riêng của nó Bộ nhớ này chứa các chương trình, kết quả tạm thờitrong quá trình tính toán, lập trình Đặc điểm của loại này là dữ liệu sẽmất đi khi hệ thống mất điện

- Bộ nhớ cố định ROM (read-only memory) : Bộ nhớ cố định (ROM) chứa

các thông tin không có khả năng xóa được và không thể thay đổi được Cácthông tin này do các nhà sản xuất viết ra và không thể thay đổi được.Chương trình trong bộ nhớ ROM có nhiệm vụ sau:

o Điều khiển và kiểm tra các chức năng hoạt động của CPU Được gọi

là hệ điều hành

o Dịch ngôn ngữ lập trình thành ngôn ngữ máy

- EPROM (eraseable read-only memory) : là một bộ nhớ cố định có thể lập

trình và xóa được Nội dung của EPROM có thể xóa bằng tia cực tím và cóthể lập trình lại

- EEPROM (electrically eraseable read-only memory) : là bộ nhớ cố định

có thể lập trình và xóa bằng điện Mỗi ô nhớ trong EEPROM cho phép lập

trình và xóa bằng điện

2.7 CÁC LOẠI MÔ ĐUN CỦA PLC.

Thông thường, để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đóphần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủngloại tín hiệu vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bịcứng hoá về cấu hình Chúng được chia nhỏ thành các modul Số các Modul được

sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng yêu cầu công nghệ, song tối thiểu bao giờ cũngphải có một Modul chính là các modul CPU, các modul còn lại là các modul truyềnnhận tín hiệu đối với đối tượng điều khiển, các modul chức năng chuyên dụng nhưPID, điều khiển động cơ, Chúng được gọi chung là Modul mở rộng Tất cả các

modul được gá trên những thanh ray (RACK).

Hình 2-3

- Modul CPU: Là modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời

gian, bộ đếm, cổng truyền thông (chuẩn tryền RS485) và có thể còn có một vài

cổng vào ra số (Digital) Các cổng vào ra có trên modul CPU được gọi là cổng vào

ra onboard

Trong PLC S7-300 có nhiều loại modul CPU khác nhau Nói chung chúng đượcđặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như: CPU312, modul CPU 314, Modul CPU315, Những modul cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng

vào/ra onboard cũng như các khối làm việc đặc biết 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 cách thêm cụm chữ cái IFM (IntergatedFunction Module) ví dụ CPU 312IM, modul CPU 314 IFM Ngoài ra có các loạimodul CPU với hai cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai có chứcnăng chính là việc phục vụ nối mạng phân tán Tất nhiên được cài sẵn trong hệđiều hành các loại Modul CPU đựơc phân biệt với các CPU khác bằng thêm cụm

từ DP trong tên gọi Ví dụ Modul CPU 315-DP

- Modul mở rộng: các modul mở rộng được chia làm 5 loại chính:

1/ PS(Power supply): modul nguồn nuôi Có 3 loại 2A ,5A và 10A.

2/ SM: Modul mở rộng cổng rín hiệu vào ra , bao gồm:

a) DI(Digital input): Modul mở rộng cổng vào số Số các cổng vào của modul

này có thể là 8, 16, 32 tuỳ thuộc vào từng loại modul

b) DO(Digital output) Modul mở rộng cổng ra số Số các cổng ra của modul

này có thể là 8, 16, 32 tuỳ thuộc vào từng loại modul

c) DI/DO: (Digital input/ Digital output): modul mở rổng các cổng vào/ra số số

các cổng vào/ra có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ thuộc vào từngloại modul

d) AI(Analog Input): Modul mở rổng các cổng vào tương tự Về bản chất

chúng chính là những bộ chuyển đổi tương tự-số (AD), tức là mỗi tín hiệutương tự được chuyển thành một tín hiệu số (nguyên ) có độ dài 12 bít, sốcác cổng vào có thể là 2, 4 hoặc 8 tuỳ thuộc vào từng loại Modul

e) AO(Analog ouput): Modul mở rộng các cổng ra tín hiệu tương tự Chúng

chính là các bộ chuyển đổi số - tương tự (DA) Số các cổng ra tương tự cóthể là 2 hoặc 4 tuỳ thuộc từng loại modul

f) AI/AO (Analog input/Analog output): Modul mở rộng các cổng vào ra tương

tự Số các cổng có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tuỳ thuộc vào tùng loạimodul

3/ IM (Interface module): Modul ghép nối Đây là loại modul chuyên dụng có

nhiệm vụ nối từng nhóm các modul mở rộng lại với nhau thành một khối và đượcquản lý chung bới một modul CPU Thông thường các modul mở rộng được gáliền với nhau trên một thanh đỡ gọi là Rack Trên mỗi một Rack chỉ có thể gá đượcnhiều nhất 8 modul mở rộng (không kể modul CPU, Modul nguồn nuôi) Mộtmodul PU S7-300 có thể làm việc trực tiếp được với nhiều nhất 4 RACKS và cácRacks này phải được nối với nhau bằng modul IM

4/ FM (Function modul): modul có chức năng điều khiển riêng , ví dụ Modul chức

năng điều khiển động cơ bước , modul điều khiển động cơ Servo, modul PID,modul điều khiển vòng kín

5/ CP (communication modul): Modul phục vụ truyền thông trong mạng giữa các

PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính

Hình 2-4

- Khối vào : được chia thành 2 khối vào cơ bản sau

o Khối vào số ( DI : Digital Input ) : Các ngõ vào của khối này được

kết nối với các bộ chuyển đổi tạo ra tín hiệu nhị phân như nút nhấn,công tắc, cảm biến tạo tín hiệu nhị phân

o Khối vào tương tự ( AI : Analog Input ) : Khối này có nhiệm vụ

biến đổi tín hiệu tương tự (hay còn gọi là tín hiệu analog) thành tínhiệu số Các ngõ vào của khối này được kết nối với các bộ chuyểnđổi tạo ra tín hiệu analog như cảm biến nhiệt độ (Thermocouple),cảm biến lưu lượng, ngõ ra analog của biến tần…

- Khối ra : được chia thành 2 loại khối cơ bản sau :

o Khối ra số ( DO : Digital output ) : Các ngõ ra của khối này được

kết nối với các đối tượng điều khiển nhận tín hiệu nhị phân như đènbáo, cuộn dây relay,…

Truyền thông và kiểm tra nội bộ

Chuyển dữ liệu từ cổngvào tới I

Thực hiện chương trình Chuyển dữ liệu từ cổng vào Q

VÒNG QUÉT

o Khối ra tương tự ( AO : Analog Output ) : Khối này có nhiệm vụ

biến đổi tín hiệu số được gởi từ CPU đến đối tượng điều khiển thànhtín hiệu tương tự Các ngõ ra của khối này được kết nối với các đốitượng điều khiển nhận tín hiệu tương tự như ngõ vào analog của biếntần, van tỷ lệ, v.v

- Ngoài ra còn một số khối khác đảm nhận các chức năng đặc biệt như: điềukhiển vị trí, điều khiển vòng kín, đếm tốc độ cao …

2.8 Phương thức thực hiện chương trình trong PLC

PLC thực hiện chương trình cheo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi làvòng quét (scan) Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từcác cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo ngõ vào (I), tiếp theo là giai đoạn thực hiệnchương trình Trong từng dòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầutiên đến lệnh kết thúc Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyểncác nội dung của bộ đệm ảo ngõ ra (Q) tới các cổng ra số Vòng quét được kết thúcbằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi

Hình 2-5

Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gianvòng quét (Scan time) Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòngquét nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau Có vòng quét

thực hiện lâu, có vòng quét thực hiện nhanh tùy thuộc vào số lệnh trong chươngtrình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu truyền thông trong vòng quét

đó Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việc gửi tínhiệu điều khiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gianvòng quét Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực củachương trình điều khiển trong PLC Thời gian quét càng ngắn, tính thời gian thựccủa chương trình càng cao

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào-ra thông thường lệnh không làm việc trựctiếp với cổng vào-ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham

số Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi do hệ điều hành CPU quản lý Ởmột số module CPU, khi gặp lệnh vào ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọicông việc khác ngay cả khi chương trình xử lý ngắt để thực hiện lệnh trực tiếp vớicổng vào ra

2.9 Bộ điều khiển khả lập trình PLC Simatic S7-300

PLC S7-300 là thiết bị điều khiển lập trình loại nhỏ (micro PLC) của hãng Siemens(CHLB Đức) có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng Thành phần

cơ bản của S7 - 300 là khối xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit)bao gồm hai chủng loại: CPU các loại khác nhau: 312IFM, 312C, 313, 313C, 314,314IFM, 314C, 315, 315-2 DP, 316-2 DP, 318-2,

Hình 2-6 2.10 Mô tả các đèn báo trên CPU 314:

• SF (đỏ) lỗi phần cứng hay mềm,

• - BATF (đỏ) lỗi nguồn nuôi,

• - DC5V (lá cây) nguồn 5V bình thường,

• - FRCE (vàng ) force request tích cực

• - RUN (lá cây) CPU mode RUN ; LED chớp lúc start-up w 1 Hz; modeHALT w 0.5 Hz

• - STOP mode (vàng) CPU mode STOP hay HALT hay start-up; LED chớp khi memory reset request

• - BUSF (đỏ) lỗi phần cứng hay phần mềm ở giao diện PROFIBUS

• Khóa mode có 4 vị trí:

• - RUN-P chế độ lập trình và chạy

• - RUN chế độ chạy chương trình

• - STOP ngừng chạy chương trình

• - MRES reset bộ nhớ

Hình 2-7

2.11 Kiểu dữ liệu và Cấu trúc bộ nhớ:

• Kiểu dữ liệu

-Kích thước lưu trữ dữ liệu là bit, byte, word và double word

1, Mỗi số trong hệ nhị phân biểu diễn 1 bit

2, Nhóm 8 bit gọi là 1 Byte (B)

3, Nhóm 16 bit (2 byte) gọi là 1 Word (W)

4, Nhóm 32 bit (4 byte) gọi là 1 Double Word (D)

Một chương trình ứng dụng S7 – 300 có thể sử dụng các kiểu dữ liệu sau:

- BOOL: Với dung lượng 1 bit và có giá trị là 0 hoặc 1 ( đúng hoặc sai ) Đây làkiểu dữ liệu cho biến hai trị.

- BYTE: Gồm 8 bits, thường được dùng để biểu diễn một số nguyên dương trong khoảng từ 0 đến 255 hoặc mã ASCII của một ký tự

- WORD: Gồm 2 bytes để biểu diễn 1 số nguyên dương từ 0 đến 65535

- INT: Cũng có dung lượng là 2 bytes, dùng để biểu diễn số nguyên trong khoảng – 32768 đến 32767

- DINT: gồm 4 bytes, dùng để biểu diễn một số nguyên từ – 2147483648 đến 2147483647

- REAL: gồm 4 byte dùng để biểu diễn một số thực dấu phẩy động

- S5T (hay S5TIME): khoảng thời gian, được tính theo giờ/phút/giây/mini giây

- TOD: Biểu diễn giá trị thời gian tính theo giờ/phút/giây

- DATE: Biểu diễn giá trị thời gian tính theo năm/tháng/ngày

- CHAR: Biểu diễn một hoặc nhiều ký tự (nhiều nhất là 4 ký tự)

• Cấu trúc bộ nhớ:

Bộ nhớ gồm 48KB RAM, 48KB ROM, không có khả năng mở rộng và tốc độ

xử lý gần 0.3ms trên 1000 lệnh nhị phân, bộ nhớ được chia trên các vùng: + Vùng chứa chương trình ứng dụng:

- OBx (Organisation block): Miền chứa chương trình tổ chức, trong đó:

- Khối OB1: Khối tổ chức chính, mặc định, thực thi lặp vòng Nó được bắt đầu khi quá trình khởi động hoàn thành và bắt đầu trở lại khi nó kết thúc

- Khối OB10 (Time of day interrupt): được thực hiện khi có tín hiệu ngắt thời gian

- Khối OB20 (Time delay interrupt): được thực hiện sau 1 khoảng thời gian đặt trước

- Khối OB35 (Cyclic Interrupt): khối ngắt theo chu kì định trước

- Khối OB40 (Hardware Interrupt): được thực hiện khi tín hiệu ngắt cứng xuất hiện ở ngõ vào I124.0 I124.3

- FC (Function): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm có biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó, được phân biệt bởi các

số nguyên Ví dụ: FC1, FC7, FC30ngoài ra còn có các hàm SFC là các hàm đã được tích hợp sẵn trong hệ điều hành

- FB (Function Block): tương tự như FC, FB còn phải xây dựng 1khối dữ liệu riêng gọi là DB (Data Block) và cũng có các hàm SFB là các hàm tích hợp sẵn trong hệ điều hành

+ Vùng chứa các tham số hệ điều hành và chương trình ứng dụng:

- I (Process image input): Miền bộ đệm dữ liệu các ngõ vào số Trước khi bắt đầu thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc tất cả giá trị logic của các cổng vào rồi cất giữ chúng trong vùng I khi thực hiện chương trình CPU sẽ sử dụng các giá trị trong vùng I mà không đọc trực tiếp từ ngõ vào số

- Q (Process image output): tương tự vùng I, miền Q là bộ đệm dữ liệu cổng ra

số Khi kết thúc chương trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra số

- M (Memory): Miền các biến cờ Do vùng nhớ này không mất sau mỗi chu kỳ quét nên chương trìng ứng dụng sẽ sử dụng vùng nhớ này để lưu giữ các tham số cần thiết Có thể truy nhập nó theo bit (M), byte (MB), theo từ (MW) hay từ kép (MD)

- T (Timer): Miền nhớ phục vụ bộ thời gian bao gồm việc lưu trữ các giá trị đặt trước (PV-Preset Value), các giá trị tức thời (CV-Current Value) cũng như các giá trị logic đầu ra của Timer

- C (Counter): Miền nhớ phục vụ bộ đếm bao gồm việc lưu giữ các giá trị đặt trước (PV-Preset Value), các giá trị tức thời (CV-Current Value) cũng như các giá trị logic đầu ra của Counter

- PI: Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự (I/O External input) Các giá trị tương tự tại cổng vào của module tương tự sẽ được module đọc và chuyển tựđộng theo những địa chỉ Chương trình ứng dụng có thể truy cập miền nhớ PI theo từng byte (PIB), từng từ (PIW) hoặc theo từng từ kép (PID)

- PQ: Miền địa chỉ cổng ra của các module tương tự (I/O External output) Các giá trị tương tự tại cổng vào của module tương tự sẽ được module đọc và chuyển tự

động theo những địa chỉ Chương trình ứng dụng có thể truy cập miền nhớ PI theo từng byte (PQB), từng từ (PQW) hoặc theo từng từ kép (PQD)

+ Vùng chứa các khối dữ liệu, được chia thành 2 loại:

- DB (Data block): Miền chứa các dữ liệu được tổ chúc thành khối Kích

thước hay số lượng khối do người sử dụng qui định Có thể truy nhập miền này theo từng bit (DBX), byte( DBB), từng từ (DBW), từ kép (DBD)

- L (Local data block): Miền dữ liệu địa phương, được các khối chương trình

OB, FC, FB tổ chức và sử dụngcho các biến nháp tức thời và trao đổi dữ liệucủa biến hình thức với những khối đã gọi nó Toàn bộ vùng nhớ sẽ bị xoá sau khi khối thực hiện xong Có thể truy nhập theo từng bit (L), byte (LB),

từ LW), hoặc từ kép (LD)

- Kích thước các vùng nhớ tùy thuộc vào từng loại PLC

2.12 Những khối OB đặc biệt

- OB10 (Time of Day Interrupt): Chương trình trong khối OB10 sẽ được thực hiệnkhi giá trị thời gian của đồng hồ thời gian thực nằm trong một khoảng thời gian đã được quy định Việc quy định khoảng thời gian hay số lần gọi OB10 được thực hiện nhờ chương trình hệ thống SFC28 hay trong bảng tham số của module CPU nhờ phần mềm STEP 7

- OB20 (Time Relay Interrupt): Chương trình trong khối OB20 sẽ được thực hiện sau một khoảng thời gian trễ đặt trước kể từ khi gọi chương trình hệ thống SFC32

để đặt thời gian trễ

- OB35 (Cyclic Interrupt): Chương trình trong khối OB35 sẽ được thực hiện cách đều nhau một khoảng thời gian cố định Mặc định, khoảng thời gian này là 100ms, nhưng ta có thể thay đổi nhờ STEP 7

- OB40 (Hardware Interrupt): Chương trình trong khối OB40 sẽ được thực hiện khi xuất hiện một tín hiệu báo ngắt từ ngoại vi đưa vào CPU thông qua các cổng onbroad đặc biệt, hoặc thông qua các module SM, CP, FM

- OB80 (Cycle Time Fault): Chương trình trong khối OB80 sẽ được thực hiện khi thời gian vòng quét (scan time) vượt quá khoảng thời gian cực đại đã quy định hoặc khi có một tín hiệu ngắt gọi một khối OB nào đó mà khối OB này chưa kết thuc ở lần gọi trước Thời gian quét mặc định là 150ms

- OB81 (Power Supply Fault): Chương trình trong khối OB81 sẽ được thực hiện khi thấy có xuất hiện lỗi về bộ nguồn nuôi

- OB82 (Diagnostic Interrupt): Chương trình trong khối OB82 sẽ được thực hiện

có sự cố từ các module mở rộng vào/ra Các module này phải là các module có khảnăng tự kiểm tra mình (diagnostic cabilities)

- OB87 (Communication Fault): Chương trình trong khối OB87 sẽ được thực hiện

có xuất hiện lỗi trong truyền thông

- OB100 (Start Up Information): Chương trình trong khối OB100 sẽ được thực hiện một lần khi CPU chuyển từ trạng thái STOP sang RUN

- OB121 (Synchronous Error): Chương trình trong khối OB121 sẽ được thực hiện khi CPU phát hiện thấy lỗi logic trong chương trhhh đổi sai kiuu dữ liệu hay lỗi truy nhập khối DB, FC, FB không có trong bộ nhớ

A I0.2

A I0.3

= Q4.1

FuntionblockDiagram FBD I0.0

+ Ngôn ngữ “ hình thang “ ký hiệu LAD ( Ladder logic ) đây là dạng ngôn ngữ

đồ họa thích hợp với những người quen biết mạch điều khiển logic

+ Ngôn ngữ “ hình khối “ ký hiệu là FBD ( Function block diagram ) đây là kiểu ngôn ngữ đồ họa dành cho người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số

Hình 2-9: BA kiều lập trình chình cho PLC S7 300

Một chương trình viết trên LAD hoặc FBD có thể chuyển sang được STL nhưng ngược lại thì không Trong STL có nhiều lệnh không có trong LAD hay FBD