BÀI TẬP THỰC HÀNH PLC S7-300 - PHẦN 1: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM pptx

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY – BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ BÀI TẬP THỰC HÀNH PLC S7-300 (DÀNH CHO SINH VIÊN NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ – TỰ ĐỘNG HÓA ) BIÊN SOẠN: ThS. NGUYỄN XUÂN QUANG ThS. VÕ LÂM CHƯƠNG TP.HCM, THÁNG 12 NĂM 2006 Tài liệu thí nghiệm PLC 2 1 PHẦN 1: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM 1.1.Bộ mô phỏng ASIMA Hình 1.1: Mô hình của bộ mô phỏng ASIMA Bộ mô phỏng ASIMA được phát triển bởi ELWE cho mục đích giáo dục và huấn luyện nghề nghiệp. Ngoài ra, nó còn có thể được sử dụng để kiểm tra các chương trình của các hệ thống PLC một các an toàn và thực tế. Mỗi một ví dụ được tạo ra bằng mặt nạ tương ứng gắn vào bộ mô phỏng. Tất cả các ngõ vào-ra trên hệ thống được thiết kế thoã mãn các tiêu chuẩn công nghiệp: 24V DC cho ngõ vào-ra số và 0-10V DC cho ngõ vào-ra tương tự. Như thế, hệ thống có thể hoạt động với tất cả các PLC của các hãng sản xuất chính. Bộ mô phỏng có thể được kết nối vơi PLC hoặc thông qua các cap nối riêng lẻ cho mỗi ngõ vào-ra hoặc qua bộ soc-ket 50 chân. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 2 Hình 1.2: Các thành phần của bộ mô phỏng Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 3 Panel kết nối 1. Bộ mô phỏng hoạt động với nguồn 24V DC. Hàng dưới của soc-ket có thể được sử dụng như là đất chung của các tín hiệu vào-ra số cũng như tương tự. 2. Thay đổi mã này tương ứng với mã (21) trên mặt nạ được gắn vào. Khi đó hoạt động của các LED, công tắc cũng như các núm chỉnh trên bộ mô phỏng mới đúng với các chức năng của nó trên mặt nạ mới được gắn vào tương ứng. 3. Các soc-ket này được sử dụng để nối các cảm biến và công tắc trên bộ mô phỏng với PLC. 4. Mỗi nút nhấn (S0-S12) đều được kết nối với soc-ket (3). 5. Soc-ket từ 0 – 7 được dùng để nối các bộ phận chấp hành trên mặt nạ (20), ví dụ như cuộn dây rơ-le hoặc contactor với ngõ ra của PLC. 6. Soc-ket H1 - H4 được nối trực tiếp với đèn tín hiệu hoặc LED H1 - H4 trên panel điều khiển. 7. 4 contactor (rơle) được mô tả trên mặt nạ cũng được trang bò các công tắc điện riêng lẻ. 8. Các soc-ket được dùng để nối các ngõ vào tương tự U1 và U2 trên bộ mô phỏng với ngõ ra tương tự của PLC. 9. Các soc-ket được dùng để nối các ngõ ra tương tự U1 và U2 trên bộ mô phỏng với các ngõ vào của PLC. 10. Tất cả các ngõ vào-ra bộ mô phỏng được nối với bộ soc-ket 50 chân này. Từ bộ kết nối này ta có thể nối trực tiếp các ngõ vào-ra của bộ mô phỏng với các ngõ vào-ra của PLC. Panel điều khiển 11. Các nút nhấn S0 – S5 được kết nối trực tiếp với các nút tương ứng trên panel kết nối (3), (4). 12. Các đèn tín hiệu H1 - H4 được kết nối trực tiếp với các soc-ket H1 – H4 trên panel kết nối (6) và trên bộ soc-ket 50 chân (10). 13. Các công tắc S6 – S11 được kết nối trực tiếp với các nút tương ứng trên panel kết nối (3), (4). 14. Bộ chọn lựa “Manual/Automatic”. 15. Khi (14) được đặt vò trí “man ”, điện thế 0-10V DC được chỉnh trên núm vặn thay đổi trực tiếp ngõ vào tương tự của bộ mô phỏng. Tại vò trí “auto ”, ngõ vào tương tự U1 ở (8) được kết nối với ngõ vào tương tự của bộ mô phỏng. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 4 16. Núm vặn thay đổi trực tiếp tín hiệu tương tự ngõ vào (0-10V DC) của bộ mô phỏng. Panel hiển thò 17. Các chân để gắn mặt nạ lên bộ mô phỏng. 18. Các LED chỉ trạng thái hoạt động của các bộ phận chấp hành trên bộ mô phỏng. 19. Các LED đoạn chỉ sự di chuyển, mức 20. Mặt nạ của bộ mô phỏng. 21. Mã của mặt nạ. Mã này phải trùng với mã của panel kết nối (2) để đảm bảo hệ thống hoạt động tốt. 22, 23, 24. Các nhãn và tên của mặt nạ. 1.2. ET 200M Hình 1.3: ET 200M và các module mở rộng Thiết bò phân tán I/O có một CPU điều khiển trung tâm giao tiếp với các I/O thông qua PROFIBUS DP. Do đó, đã tiết kiệm được đáng kể chi phí nối dây. Ngoài ra tốc độ giao tiếp cao (12Mbit/s) và đường truyền cũng có độ tin cậy. Thiết bò phân tán I/O ET 200M là một mô-đun tớ (slave), hay nói cách khác đó là một trạm thụ động trong mạng. Nó chỉ có nhiệm vụ cung cấp dữ liệu thu thập được (các trạng thái của I/O) cho trạm chủ (master) khi có yêu cầu. Mỗi ET 200M có thể liên kết tối đa với 8 mô-đun I/O, đó có thể là các mô-đun vào-ra số (DI-DO), vào-ra tương tự (AI-AO). Trong bài thí nghiệm này PLC S7-300 (CPU 315-2DB) đóng vai trạm chủ, giao tiếp với ET 200M qua PROFIBUS DB. Khi đó, bộ mô phỏng ASIMA thay vì kết nối trực tiếp với PLC thì được nối cứng với ET 200M. STT Module Mã số 1 IM 153 - 1 153 - 1AA03 - 0XB0 2 AI 8x13BIT 331 - 1KF01 - 0AB0 3 AO 4x12BIT 332 - 5HD01 - 0AB0 4 DI 16xDC24V 321 - 1BH02 - 0AA0 5 DI 16xDC24V 321 - 1BH02 - 0AA0 6 DO 16xDC24V/0.5A 322 - 1BH01 - 0AA0 Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 5 Hình 1.4: Mô hình của bài thí nghiệm 1.3. Giới thiệu phần mềm STEP7 và cách khai báo phần cứng 1.3.1. Cài đặt giao tiếp PG/PC: Với việc thiết lập này, giúp bạn thiết lập kiểu kết nối giao tiếp giữa thiết bò lập trình (PC) và bộ điều khiển logic khả trình (PLC). Chọn Start > Simatic > STEP7 > Setting the PG-PC Interface Hình 1.5: Set PG/PC Interface Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 6 Nếu thấy cửa sổ hiện lên như hình, tức là chưa có chuẩn giao tiếp nào được cài đặt, ta phải cài đặt chuẩn giao tiếp ta sử dụng tuỳ thuộc vào phương tiện đang có. Thường ta sử dụng 2 loại là cáp PC Adapter hoặc card CP5611. Chọn Select: Hình 1.6: Cài đặt chuẩn giao tiếp Sau khi cài đặt xong ta có cửa sổ PG/PC Interface như sau: Hình 1.7: Cửa sổ PG/PC Interface sau khi cài đặt Trong hộp thoại Set PG/PC Interface ta chọn loại card phù hợp chuẩn giao tiếp hệ thống mạng và click vào nút Properties…  Chọn loại module thích hợp.  Click chọn Install. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 7 Hộp thoại Properties - PC Adapter hiện ra, ta thiết lập các thông số giao tiếp cần thiết như: đòa chỉ, tốc độ truyền, … 1.3.2. Cách tạo một project với STEP 7 Project trong Simatic không chỉ đơn thuần là một ứng dụng mà rộng hơn bao gồm tất cả những gì liên quan đến việc thiết kế phần mềm ứng dụng để điều khiển, giám sát một hoặc nhiều trạm PLC. Như vậy trong một project sẽ có:  Cấu hình phần cứng về tất cả các module của từng PLC.  Bảng tham số xác đònh chế độ làm việc cho từng module của mỗi trạm PLC.  Các logic block chứa chương trình ứng dụng của từng trạm PLC.  Cấu hình ghép nối truyền thông giữa các trạm PLC. a. Các bước tạo mới một Project: Ở phần này chỉ trình bày cách xây dựng cấu hình phần cứng cho trạm PLC. Còn việc lập trình cho STEP 7, ta có thể tham khảo tài liệu kèm theo phần mềm do Siemens cung cấp.  Chọn Start  Simatic  Simatic Manager, ta sẽ vào màn hình chính Simatic Manager.  Để khai báo một Project mới, từ màn hình chính của Simatic Manager ta chọn File  New hoặc kích chuột vào biểu tượng “New Project/ Library”. Sau đó khai báo tên cho Project, nơi lưu trữ Project. b. Xây dựng cấu hình phần cứng cho trạm PLC Sau khi bạn khai báo một Project mới bước tiếp theo là ta xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC. Vào Insert  Station  Simatic 300 Station : Khai báo trạm P LC Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 8 Hình 1.8: Chèn cấu hình phần cứng Sau khi chèn một Station vào, thư mục Project của ta không còn rỗng nữa nó có tên mặc đònh là SIMATIC 300, ta có thể đổi tên mặc đònh này: Hình 1.9: Project sau khi chèn Hardware Để khai báo cấu hình phần cứng, ta click đôi vào biểu tượng Hardware. Lúc này màn hình có dạng như sau : Hình 1.10: Màn hình khai báo phần cứng Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 9 Click chuột bung thư mục SIMATIC 300 ở cửa sổ bên phải. Tiếp tục bung thư mục Rack-300, sau đó kéo thư mục Rail ởù nửa cửa sổ bên phải vào nửa cửa sổ bên trái : Hình 1.11: Màn hình khai báo thanh Rail Lúc này màn hình của ta như sau : Hình 1.12: Màn hình sau khi khai báo thanh Rail. Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Copyright © Truong DH Su pham Ky thuat TP. Ho Chi Minh [...]... http://www.hcmute.edu.vn Tài liệu thí nghiệm PLC 2 Bướ c tiếp theo là kéo từng thành phầ n ở nửa cửa sổ bê n phải (cử a sổ Hardware Catalog) và bỏ vào cử a sổ bên trái Chú ý là cá c thành phầ n này cũ ng phải tương thích với cấ u hình thật của một trạm PLC hiệ n có h Min Chi Hình 1.13: Khai báo cấu hình phần cứng trêntmột Ho TP thanh Rack thua Ky pham Su Sau khi khai báo cấu hình phần ng ng xong, click vào nút complier... Hình 1.22: Module sau khi khai báo đòa chỉ Click chuột vào module IM 15 3-1 ta thấ y xuấ t hiện các Slot để khai báo cá c module và o-ra Chọn trong thư mục IM 15 3-1 các module có mã số đú ng với mã củ a phần cứ ng thật bên ngoài 15 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Tài liệu thí nghiệm PLC 2 Chi P Ho uat T y th mở rộng Hình 1.23: Khai báo... cấu hình thật Dùng chuột kéo module đặ t vào đườn g mạn g Profibus, khi nào thấy xuấ t hiện dấu cộn g thì thả ra Khi đó phần mềm sẽ yê u cầu ta khai báo đòa chỉ cho module mớ i kết nối vào đườ ng mạng 14 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Tài liệu thí nghiệm PLC 2 tT Chi P Ho h Min hua Hình 1. 21: Khai báo đòa chỉ cho module mới Ky t... PLC Để g DH ruon khai báo đòa chỉ, tốc độ truyền (187.5Mbps) vào CPU, và tương tự ght © trên ta như T yrii khai báo khác với đòa chỉ Profibus Lưu ý đòa chỉ MPIophả C p 1.3.4 Khai bá o phầ n cứng cho ET 200M Khi đã khai bá o xong phần cứ ng củ a PLC, ta tiế p tục khai báo phần cứ ng cho ET200M Trở lại màn hình Hardware, ta khai báo phần cứng cho ET200M Mở thư mục PROFIBUS DP như hình, ta thấy được phần. ..  Slot 4 tới Slot 11: dù ng cho các module truyề n thôn g xử lý( module xuất, module nhập, module vào ra tương tự…) 10 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Tài liệu thí nghiệm PLC 2 Chi P Ho h Min uat T y th trên mộ t Rack K Hình 1.14: Thứ tự sắp xếp của acá c Slot h m Su p g DH ruon T 1.3.3 Khai bá o đòa chỉgMPI và Profibus: ht © yri... vào nút complier cứ DH để biên Truo để đổ phần cứ ng dòch, nếu khôn g có lỗigtiếp theo click vào nút Download i ht © opyr C xuống trạm PLC Chú ý: ta không thể đặt các thà nh phần ở cửa sổ bên phải vào cửa sổ bên trái một cá ch tuỳ tiệ n không theo một thứ tự Thườ ng thì cá c thàn h phầ n được đặt vào các Slot ở cử a sổ bên trái theo thứ tự như sau :  Slot 1: chỉ sử dụng đặt module nguồn  Slot 2:... DP như hình, ta thấy được phần cứ ng củ a ET200M Hình 1.19: Màn hình khai báo phần cứng cho ET 200M 13 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Tài liệu thí nghiệm PLC 2 Tiếp tục mở thư mục ET 200M, ta thấy đượ c nhiề u module IM Chọn module có mã số phù hợp với phần cứng bê n ngoài ight opyr uo © Tr HS ng D uat T u ph y th am K Chi P Ho... 1.5Mbps 12 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Tài liệu thí nghiệm PLC 2 Chọn Profile: DP Sau đó chọ n OK, ta sẽ có cấu hình mạn g như sau: Hình 1.18: Cấu hình mạng Profibus sau khi khai báo Lúc này ta thấy có thêm đườn g mạ ng Profibus nố i vào cổng DP Chi P Ho h Min T b Khai bá o đòa chỉ MPI huat y tđể đổ phần cứ ng cũn g như K Bất cứ... chỉ có CPU nào có cổng DP thì ta mới có thể sử dụng mạng Profibus Hình 1.15: Phần cứng có cổng DP a Khai bá o đòa chỉ Profibus Click đôi vào DP/ chọn Property ta sẽ có bảng cài đặ t cấu hình mạn g: 11 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Tài liệu thí nghiệm PLC 2 Chi P Ho uat T y thhình mạng Hình 1.16: Cửa sổ khai am Kcấu bao h Su p... DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Tài liệu thí nghiệm PLC 2 Chi P Ho uat T y th mở rộng Hình 1.23: Khai báo tiếp cáam K c module h Su p g DH ruon T ht © yrig Cop h Min 16 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn . TP.HCM, THÁNG 12 NĂM 2006 Tài liệu thí nghiệm PLC 2 1 PHẦN 1: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM 1.1.Bộ mô phỏng ASIMA Hình 1 .1: Mô hình của bộ mô phỏng ASIMA Bộ. 200M có thể liên kết tối đa với 8 m - un I/O, đó có thể là các m - un vào-ra số (DI-DO), vào-ra tương tự (AI-AO). Trong bài thí nghiệm này PLC S 7-3 00 (CPU 31 5-2 DB) đóng vai trạm chủ, giao tiếp. Minh Tài liệu thí nghiệm PLC 2 5 Hình 1.4: Mô hình của bài thí nghiệm 1.3. Giới thiệu phần mềm STEP7 và cách khai báo phần cứng 1.3.1. Cài đặt giao tiếp PG/PC: Với việc thiết lập