tài liệu lập trình plc

tài liệu lập trình plc .

Giáo trình PLC S7-200 MỤC LỤC PHẦN 1: LÝ THUYẾT PLC 3 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU PLC 3 1.1. Giới thiệu chung 3 1.2. Hình dáng bên ngoài 3 1.3. Các thành viên họ S7-200 6 1.4. Modul mở rộng 8 CHƯƠNG 2 ĐẤU NỐI PLC VÀ MODUL MỞ RỘNG 12 2.1. PLC sử dụng nguồn nuôi một chiều 12 2.2. PLC sử dụng nguồn nuôi xoay chiều 14 2.3. Đấu nối modul mở rộng 16 2.4. Cấu trúc và giới hạn bộ nhớ 20 CHƯƠNG 3 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH 22 3.1. Cách thực hiện chương trình 22 3.2. Cấu trúc chương trình 22 3.3. Phương pháp lập trình 24 3.4. Một số lệnh cơ bản 25 3.4.1. Lệnh vào ra 25 3.4.2. Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm 26 3.4.3. Các lệnh tiếp điểm đặc biệt 27 3.4.4. Lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con 28 3.4.5. Các lệnh can thiệp vào thời gian vòng quét 29 3.4.6. Các lệnh điều khiển Timer 30 3.4.7. Các lệnh điều khiển Counter 34 3.4.8. Các lệnh so sánh 37 3.4.9. Các lênh số học 39 3.4.10. Các lệnh dịch chuyển nội dung ô nhớ 43 3.4.11. Một số bit nhớ đặc biệt 43 3.4.12 Chương trình xử lý ngắt 44 3.8. Soạn thảo chương trình và chương trình mô phỏng 46 3.8.1. Soạn thảo chương trình 46 3.8.2. Chương trình mô phỏng 48 PHẦN 2: BÀI TẬP THỰC HÀNH 50 Bài 1: HỆ THỐNG TRỘN HÓA CHẤT 50 Bài 2: HỆ THỐNG TRỘN PHỐI LIỆU 50 Bài 3: HỆ THỐNG ĐÈN NHẤP NHÁY 51 Trang 1 Giáo trình PLC S7-200 Bài 4: HỆ THỐNG ĐẾM VÀ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM 52 Bài 5: ĐIỀU KHIỂN 3 ĐỘNG CƠ 53 Bài 6: HỆ THỐNG BƠM NƯỚC 53 Bài 7: HỆ THỐNG BƠM VÀ ĐỊNH LƯỢNG CHẤT LỎNG 54 Bài 8: ĐIỀU KHIỂN 3 XILANH 55 Bài 9: ĐÈN GIAO THÔNG 56 Bài 10: ĐIỀU KHIỂN 3 XILANH VÀ 2 ĐỘNG CƠ 57 Bài 11: ĐIỀU KHIỂN 4 XILANH VÀ 3 ĐỘNG CƠ 58 Trang 2 Giáo trình PLC S7-200 PHẦN 1: LÝ THUYẾT PLC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU PLC 1.1. Giới thiệu chung. PLC viết tắt của Programmable Logic Controllers. Là thiết bị điều khiển logic lập trình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. 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 khả năng thay thế hoàn toàn cho các phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle (loại thiết bị phức tạp và cồng kềnh); khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản; khả năng định thời, đếm, giải quyết các vấn đề toán học và công nghệ, khả năng tạo lập gởi đi, tiếp nhận những tín hiệu nhằm mục đích kiểm soát sự kích hoạt hoặc đình chỉ những chức năng của máy hoặc một dây chuyền công nghệ. Như vậy những đặc điểm làm cho PLC có tính năng ưu việt và thích hợp trong môi trường công nghiệp:  Khả năng kháng nhiễu rất tốt.  Cấu trúc dạng modul rất thuận tiện cho việc thiết kế, mở rộng, cải tạo nâng cấp  Có những modul chuyên dụng để thực hiện những chức năng đặc biệt.  Khả năng lập trình được, lập trình dễ dàng.  Yêu cầu của người lập trình không cần giỏi về kiến thức điện tử mà chỉ cần nắm vững công nghệ sản xuất và biết chọn thiết bị thích hợp là có thể lập trình được.  Thuộc vào hệ sản xuất linh hoạt do tính thay đổi được chương trình hoặc thay đổi trực tiếp các thông số mà không cần thay đổi lại chương trình. 1.2. Hình dáng bên ngoài. Trang 3 Giáo trình PLC S7-200 Hình 1.1. Hình dáng bên ngoài của một PLC Mô tả các đèn báo trên S7-200:  SF: Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng. Đèn SF sáng lên khi PLC có hỏng hóc.  RUN: Đèn xanh RUN chỉ PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương được nạp vào trong PLC.  STOP: Đèn vàng STOP chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trình đang thực hiện lại.  Ix.x: Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng Ix.x . Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.  Qy.y: Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Qy.y. Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng. Trang 4 Giáo trình PLC S7-200 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 với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Chú thích: 1. Đất 2. 24 VDC 3. Truyền và nhận dữ liệu 4. Không sử dụng 5. Đất 6. 5 VDC 7. 24 VDC 8. Truyền và nhận dữ liệu 9. Không sử dụng. Hình 1.2. Sơ đồ chân của cổng truyền thông Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485. Hình 1.3. Sơ đồ kết nối giữa PLC và máy tính thông qua cáp PC/PPI Hình 1.4. Hình dạng và kích thước của cáp. Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC Trang 5 Giáo trình PLC S7-200  RUN: Cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ, khi chương trình gặp lỗi hoặc gặp lệnh STOP thì PLC sẽ tự động chuyển sang chế độ STOP mặc dù công tắc vẫn ở chế độ RUN (nên quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo).  STOP: Khi chuyển sang chế độ STOP, dừng cưỡng bức chương trình đang chạy, các tín hiệu ra lúc này đều về off. Ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp một chương trình mới.  TERM: cho phép máy lập trình tự quyết định chọn một trong hai chế độ làm việc cho PLC ở RUN hoặc STOP. Vít chỉnh định tương tự: Mỗi CPU có từ 1 đến 2 vít chỉnh định tương tự, có thể xoay được một góc 270°, dùng để thay đổi giá trị của biến sử dụng trong chương trình (SMB28 và SMB29), giá trị thay đổi từ 0 đến 255. 1.3. Các thành viên họ S7-200. Các thông số cơ bản của thành viên họ S7-200 được mô tả tóm tắt ở bảng 1.1 Bảng 1.1. Các thông số cơ bản của các thành viên họ S7-200 Thông số CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 CPU226XM Kích thước 90x80x62 90x80x62 120.5x80x62 190x80x62 190x80x62 Bộ nhớ chương trình 4096 bytes 4096 bytes 8912 bytes 8912 bytes 1634 bytes Bộ nhớ Dữ liệu 2048 bytes 2048 bytes 5120 bytes 5120 bytes 1024 bytes Cổng vào 6 8 14 24 24 Cổng ra 4 6 10 16 16 Modul mở rộng 0 2 Modules 7 Modules 7 Modules 7 Modules Cổng truyền thông RS-485 RS-485 RS-485 RS-485 RS-485 Dự trữ bộ nhớ (giờ) 50 50 190 190 190 Bộ định thời 256 bộ định thời: 4 bộ 1ms, 16 bộ 10 ms, 236 bộ 100ms Các loại DC/DC/DC AC/DC/RL DC/DC/DC AC/DC/RL DC/DC/DC AC/DC/RL DC/DC/DC AC/DC/RL DC/DC/DC AC/DC/RL Bộ đếm C0-C255 C0-C255 C0-C255 C0-C255 C0-C255 Trang 6 Giáo trình PLC S7-200 Bảng 1.2. Các loại CPU S7-200. Bảng 1.3. Kích thước và trọng lượng. Trang 7 Giáo trình PLC S7-200 Bảng 1.4. Một số thông số kỹ thuật. 1.4. Modul mở rộng. Cấu trúc modul của S7-200 tạo sự linh hoạt tối đa để giải quyết các bài toán, nó cho phép chúng ta chọn số đầu vào ra tối ưu về mặt kinh tế. Chúng ta có thể tăng thêm số cổng vào ra cho bằng cách nối thêm các modul mở rộng. Các modul mở rộng này được cắm nối tiếp nhau vào bên phải CPU làm thành một mắc xích. Địa chỉ các đầu vào ra trên các modul mở rộng được xác định bằng kiểu vào, ra và vị trí của modul trong mắc xích. Trang 8 Giáo trình PLC S7-200 Hình 4.5. Ghép nối CPU 224 với các modul mở rộng Trang 9 Giáo trình PLC S7-200 Bảng 1.5. Các loại modul mở rộng Bảng 1.6. Các thông số cơ bản của modul mở rộng số Bảng 1.7. Các thông số cơ bản của các loại modul mở rộng analog. Trang 10 [...]...Giáo trình PLC S7-200 Hình 1.6 Kích thước của các loại PLC và modul mở rộng Trang 11 Giáo trình PLC S7-200 CHƯƠNG 2 ĐẤU NỐI PLC VÀ MODUL MỞ RỘNG 2.1 PLC sử dụng nguồn nuôi một chiều Hình 2.1 Cách đấu dây CPU 221 DC/DC/DC Hình 2.2 Cách đấu dây CPU 222 DC/DC/DC Trang 12 Giáo trình PLC S7-200 Hình 2.3 Cách đấu dây CPU 224 DC/DC/DC Hình 2.4 Cách đấu dây CPU 226 DC/DC/DC Trang 13 Giáo trình PLC S7-200 2.2 PLC. .. chương trình con thường được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính Sau đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt Bằng cách viết như vậy, cấu trúc chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình sau này Cũng có thể tự do trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính Trang 23 Giáo trình PLC S7-200 Hình 3.2 Cấu trúc một chương trình. .. hạn bộ nhớ của các CPU Trang 20 Giáo trình PLC S7-200 Ký hiệu: MB : Bit Memory VB : Variable Memory SMB : Special Memory SB : Sequential control relays LB : Local Memory AC : Accumulator Registers IB : Input QB : Output T : Timer C : Counter Trang 21 Giáo trình PLC S7-200 CHƯƠNG 3 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH 3.1 Cách thực hiện chương trình PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là... chương trình chính hoặc trong chương trình con thì chương trình đang thực hiện sẽ được kết thúc ngay lập tức Nếu gặp lệnh STOP trong chương trình xử lý ngắt thì chương trình xử lý ngắt sẽ kết thúc ngay lập tức và tất cả các tín hiệu ngắt đang chờ xử lý sau đó đều bị bỏ qua và không thực hiện Lệnh rỗng NOP không có tác dụng gì trong việc thực hiện chương trình STL LAD Mô tả Trang 29 Toán hạng Giáo trình PLC. .. trình của PLC 3.3 Phương pháp lập trình Lập trình cho S7 200 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) Thông thường chúng ta chỉ dùng 2 phương pháp đó là LAD và STL Nếu chương trình được viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình sẽ... chương trình con hoặc trong chương trình xử lý ngắt Tương tự như vậy cũng không thể từ một chương trình con hay chương trình xử lý ngắt nhảy vào bất cứ một nhãn nào nằm ngoài các chương trình đó Lệnh gọi chương trình con là lệnh chuyển điều khiển đến chương trình con Khi chương trình con thực hiện xong các phép tính của mình thì việc điều khiển lại được chuyển trở về lệnh tiếp theo trong chương trình. .. chương trình con (subroutines), các chương trình con xử lý ngắt (interrupt routines) có thể có hoặc không Chương trình chính bao gồm các lệnh điều khiển ứng dụng Các lệnh này được thực hiện tuần tự một cách liên tục, cứ mỗi vòng quét một lần Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND hoặc END) Trang 22 Giáo trình PLC S7-200 Chương trình con là một bộ phận của chương trình. .. về chương trình đã gọi chương trình con Trang 28 Giáo trình PLC S7-200 Ví dụ về lệnh nhảy: 3.4.5 Các lệnh can thiệp vào thời gian vòng quét Gồm các lệnh: END, STOP, NOP Các lệnh này được dùng để kết thúc chương trình đang thực hiện, và kéo dài khoảng thời gian của một vòng quét Lệnh END dùng để kết thúc chương trình chính hiện hành Lệnh STOP kết thúc chương trình, nó chuyển điều khiển chương trình đến... khiển chương trình gồm: lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình con Nhãn chỉ đích, hay gọi đơn giản là nhãn phải được đánh dấu trước khi thực hiện lệnh nhảy hay lệnh gọi chương trình con Việc đặt nhãn cho lệnh nhảy phải nằm trong chương trình Nhãn của chương trình con, hoặc của chương trình xử lý ngắt được khai báo ở đầu chương trình Không thể dùng lệnh nhảy JMP để chuyển điều khiển từ chương trình chính vào... đến từ chương trình chính Các chương trình con phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính (MEND hoặc END) Các chương trình con xử lý ngắt (có thể có hoặc không) khi xảy ra sự kiện ngắt tương ứng Sự kiện đó có thể là sự thay đổi mức ở một đầu vào, bộ định thời đếm đủ hay nhận được dữ liệu trên cổng truyền thông….Chương trình xử lý ngắt cũng phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính