LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay đất nước ta đang trong quâ trình hội nhập vă phât triển về mọi
mặt: Kinh tế, chính trị, xê hội, khoa học kĩ thuật để tiến kịp với sự phât triển
của thế giới Đặc biệt lă trong q trình cơng nghiệp hô hiện đại hô đất nước thì tự động hô đóng một vai trò quan trọng nhằm đâp ứng câc yíu đề ra của nền sản xuất công nghiệp hiện đại: Tốc độ sản xuất, chất lượng, giâ thănh, khấu hao mây móc.Với sự phât triển như ngăy nay câc ngănh công nghiệp
ngăy căng ứng dụng mạnh mẽ câc thănh tựu của khoa học kĩ thuật đặc biệt lă
TỰ ĐỘNG HOÂ
Trong những năm gần đđy, PLC ngăy căng được sử rộng rêi vă được coi như
một giải phâp điều khiển lí tưởng cho việc tự động hô trong cơng nghiệp Có rất nhiều câc sản phẩm PLC của câc hêng sản xuất khâc nhau nhưng Siemens 1a
một tập đoăn công nghiệp toăn cầu về kỹ thuật điện, cơng nghiệp điín tử, tự độn
hoâ vă nhiều lĩnh vực khâc phục vụ cho xđy dựng nhă mây, thiết kế thiết bị, cung cấp thiết bị, lắp đặt vă vận hănh Tự động hoâ được tích hợp một câch tổng thể lă giải phâp tối ưu mă câc ngănh công nghiệp hiện nay yíu cầu vă địi hỏi chín vì thế mă SIMATTIC chính lă một giải phâp tổng thể cho tất cả câc hệ thống
tự động hoâ _ „ „
Dưới sự hướng dẫn tận tinh cia thy NGUYEN TIEN HIẾU chúng em đê
hiểu rõ hơn vă có thể lập trình điều khiển cho hệ thống PLC_S7 300
Tuy vậy trong thời gian thực tập do kiến thức còn nhiều hạn chế chúng em không trânh khỏi những thiếu xót, chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến của câc thầy cơ
Nhóm sinh viín thực hiện
Nguyễn Hoăng Sơn
Đỗ Thị Thă
Trang 2CHUONGI: HE THONG DIEU KHIEN TREN CO SO HE SIMATIC
Giới thiíu tổng quan về hệ Simatic
Trước hết ta sẽ tìm hiểu SIMATIC lă gì? SIMATIC _tu động hô được
tích hợp một câch tổng thể SIMATIC lă một giải phâp tự động hoâ toăn
diện được xđy dựng vă phât triển bởi hêng Simens Một hệ thống trong đó kết hợpp tất cả câc thiết bị phần cứng vă phần mím nhằm đâp ứng câc nhiệm vụ,
yíu cầu về tự động hoâ khâc nhau
Trước đđy SIMATIC thường được hiểu một câch đơn thuần lă thiết bị điều khiển khả trình Hiện nay SIMATIC được coi như một giải phâp bao gồm câc
yếu tố như: câc bộ điều khiển, hệ thống bus truyền thông, phần mềm kỹ
thuật, HMI, câc thiết bị văo/ra phđn tân,IPC
Vậy SIMATIC lă giải phâp tự động hoâ tổng thể nhờ câc yếu tố năo?
-Phần quản lí dữ liệu: Dữ liệu chỉ cần đưa văo một lần vă trở thănh thông tin chung cho toăn nhă mây.Điều năy cho phĩp hạn chế những lỗi truyền
thong va su bat 6n định trước đđy
-Phần căi đặt cấu hình vă lập trình: Tất cả câc thiết bị vă hệ thống của câc giải phâp tự động hoâ được căi đặt lập trình, khởi động thử nghiệm vă được
điều khiển nhờ sử dụng quâ trình tích hợp toăn tổng thể thống nhất vă hệ
thống được theo module hoâ Tất cả sẽ hoạt động dưới 4 giao diện với người vđn hănh vă câc công cụ kỹ thuật thích hợp
L Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng PLC
1 Tĩng quan vĩ PLC:
1.1 Xuất xứ:
PLC viết tắt của từ Progammable Logic Control, lă thiết bị điều khiển logic khả trình xuất hiện lần đầu tiín văo năm 1969 tại một hêng ôtô củaMỹ Bắt
đầu chỉ đơn giản lă một bộ logic thuần tuý ứng dụng để điều khiển câc q trình cơng nghệ, chủ yếu lă điều khiển ON/OFEF giống như hệ thống role, công tắc tơ
thông thường mă không điều khiển chất lượng hệ
Từ khi xuất hiện PLC đê được cải tiến với tốc độ rất nhanh
- năm 1974 PLCdđê sử dụng nhiều bộ vi xử lý như mạchđịnh thời gian, bộ đếm dung lượng nhớ
- Năm 1976 đê giới thiệu hệ thống đưa tín hiệu văo từ xa
- Năm 1977 đê dùng đến vi xử lý
- Năm 1980 PLC phât triển câc khối văo ra thông minh nđng cao điều khiển thuận lợi qua viễn thông, nđng cao phât triển phần mềm, lập trình dùng mây tính câ nhđn
- Nam 1985 PLC đê được ghĩp nối thănh mang PLC
Trang 3Ngăy nay PLCđê được cải tiến nhiều vă đâp ứng tất cả câc yíu cầu điều của khiển như:
Điều khiến số lượng (ON/OEE)
Điều khiển chất luợng( thực hiện câc mạch vòng phản hồi: U, I,œ, S) Thực chất PLC lă một mây tính cơng nghiệp mă q trình điều khiển được
thể hiện bằng chương trình PLC thay thế hoăn toăn câc phương phâp điều khiển
truyền thống dùng rơ le, cơng tắc tơ
Chính vì vậy PLC được sử dụng rộng rêi trong công nghiệp, nó được xem như lă một giải phâp điều khiển lý tưởng câc quâ trình sản xuất
1.2 Vị trí, nhiệm vụ của bộ PLC trong hệ thống điều khiển:
Trong hệ thống điều khiển PLC lă một khđu trung gian có nhiệm vụ xử lý câc thông tin đầu văo rồi đưa tín hiệu ra tới câc thiết bị chấp hănh
1.3 Uu -nhược điểm của PLC
Ngăy nay hầu hết câc mây công nghiệp được thay thế câc hệ điều khiển
rơ le thông thường, sử dụng bân dẫn bằng câc bộ điều khiển lập trình Ưu điểm:
Giảm bớt quâ trình ghĩp nối dđy vì thế giảm giâ thănh đầu tư
Giảm diện tích lắp đặt, ít hỏng hóc, lăm việc tin cậy, tốc độ quâ trình điều khiển nhanh, khả năng chống nhiễu tốt, bảo trì bảo dưỡng tốt hơn vì nó có
module chuẩn hô Nhược điểm:
Chưa thích hợp cho quâ trình điều khiển nhỏ (một văi đầu ra) vì thế nếu dùng giâ thănh rất cao
Ngôn ngữ hệ đóng ( ngơn ngữ của câc hêng riíng ) nín khó thay thế 1.4 Cấu trúc PLC:
Thiĩt bi diĩu khiĩn logic kha trinh (Programmable Logic Control), viết tắt thănh PLC, lă thiết bị cho phĩp thực hiện linh hoạt câc thuật tôn điều khiển số thơng qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật
tôn đó bằng mạch số Như vậy với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thănh một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toân vă đặc biệt dễ
trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với câc PLC khâc hoặc với mây tính) Toăn bộ chương trình được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng
câc khối chương trình (khối OB, FC hay FB) vă được thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quĩt (scan)
Trang 4PU Bộ nhớ chương trình
Khối xử lý Timer IBĩ dĩm trung tam
vao/ra + - Bus của PLC RS485 Cĩng vao ra onboard Cổng ngắt vă đếm tốc độ cao
Hình 1.1: Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC
Để có thể thực hiện được một chươg trình điều khiển, tất nhiín PLC phải
có tính năng như một mây tính, nghĩa lă phải có bộ vi xử lý (CPU), một hệ
điều hănh, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển vă tất nhiín phải có cổng văo/ ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển vă để trao đổi thông tin với mơi trường xung quanh Bín cạnh đó, nhằm phục vụ băi toân điều khiển số,
PLC cần phải có thím câc khối chức năng đặc biệt khâc như bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer)vă những khối hăm chun dụng
Thơng thường để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mă ở đó phần lớn câc đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu văo/ra khâc nhau mă câc
bộ điều khiển PLUC được thiết kế không được cứng hô về cấu hình Chúng
được chia nhỏ thănh câc module Số câc module được chia nhiều hay ít tuỳ
theo từng băi toân, song tối thiểu phải có một module chính lă module CPU
Câc module còn lại lă câc module nhận/truyền tín hiệu với tín hiệu điều khiển, câc module chức năng chuyín dụng như câc module PID, điều khiển động cơ Chúng được gọi chung lă modul mở rộng Tất cả câc module được gâ trín những thanh ray (Rack)
Trang 5Nguồn IM SM SM SM SM SM CP FM_ FM oa 8 Ũ Slot 2 $ 4 5 6 7 8 9 10 11
Hình1.2: Cấ hình một thanh rack của một PLC S7-300
1.5 Ngôn ngữ lập trình phần mềm
Phần mềm PLC có câc loại ngôn ngữ khâc nhau như: + Danh sâch lĩnh: STL
+ Sơ đồ bậc thang: LAD DE R
+ Sơ đồ khối chức năng: Block Function + Ngôn ngữ bậc cao
IILCâc giải phâp thiết kế điều khiển trín cơ sở hệ SIMATIC
1 Cấu trúc điều khiển tập trung
MTĐK 1O Phòng điều khiến ` 2 TTTT I trung tam Hiện trường Lal
Phan doan |_| <5 (Phan doan? | (—> =
Trang 6Khâi niệm điều khiển tập trung lă việc sử dụng 1 thiết bị điều khiển duy nhất để điều khiển toăn bộ quâ trình kĩ thuật Một hệ có cấu trúc tập trung lă
một hệ thống mă câc quâ trình đo lường, điều khiển, cảnh bâo, lưu trữ số liệu,
chuẩn đoân được thực hiện tại trung tđm điều khiển Trung tđm điều khiển có thể lă câc bộ điều khioển số trực tiếp, mây tính lớn, mây tính câ nhđn hoặc câc
thiết bị điều khiển khả trình, ta sẽ dùng thống nhất bằng thuật ngữ thiết bị điều
khiển
Hệ thống điều khiển tập trung bao gồm câc thiết bị điều khiển, câc bộ thu
thập có chức năng thu nhận tín hiệu trường đưa lín mây tính trung tđm Câc quâ
trình thu nhận tín hiệu, xử lí thơng tin, giâm sât quâ trình điều khiển đều do
trung tđm quyết định Thông thường thiết bị điều khiển trung tđm câch xa hiện
trường Câc thiết bị cảm biến vă cơ cấu chấp hănh được nối trực tiếp, điểm -điểm văo thiết bị điều khiển tập trung qua câc cổng văo/ra của nó Thiết bị điều khiển
tập trung ngoăi việc thu nhận tín hiệu đo vă đưa ra câc quyết định điều khiển còn đảm nhận rất nhiều câc chức năng khâc như chức năng nhận dạng, chuẩn đoân quâ trình, lưu giữ số liệu
Ưu -nhược điểm của cấu trúc tập trung Ưu điểm
Thích ứng cho câc ứng dụng tự động hô quy mơ vừa vă nhỏ, điều khiển mây móc vă thiết bị khoong mang tính chất quâ phức tạp
Cấu trúc đơn giản,dễ thực hiện, điểm đâng chú ý lă sự tập trung chức năng
xử lí thông tin trong một thiết bị điều khiển duy nhất, phât huy được điểm mạnh của bộ điều khiển
Nhược điểm
Độ tin cậy thấp do sự phụ thuộc văo một thiết bị điều khiển duy nhất, có thể dùng giải phâp lắp thím thiết bị điều khiển dự phòng nhưng sẽ dẫn đến chi
phí cao
Cơng việc nối dđy phức tạp,giâ thănh cao
Độ linh hoạt không cao, việc mở rộng hệ thống gặp khó khăn Phạm vi ứng dụng hạn hẹp
2 Cấu trúc điíu khiển phđn tân
Trang 7
MTDK Phong diĩu khiĩn trung tam [ Bus hí thống ] 1/0 1/O [a | [s | [a] Ls} La] Ls] Quâ trình kĩ thuật Hình 1.4: Cấu trúc điều khiển phđn tân
Do cấu trúc tập trung có những hạn chế nín một dđy truyền sản xuất thường được chia thănh nhiều phđn đoạn khâc nhau, sử dụng nhiều thiết bị điều
khiển, mỗi phđn đoạn được điều khiển bằng 1 hoặc nhiều thiết bị cục bộ Câc
thiết bị cục bộ năy được đặt rải râc tại câc phòng điều khiển của từng phđn đoạn, phđn xưởng, ở vị trí khơng xa với q trình kĩ thuật, bín cạnh đó q trình điều
khiển tổng hợp cần sự phối hợp điều khiển giữa câc mây tính điều khiển
Câc mây tính được nối mạng với nhau vă với một hoặc nhiều mây tính
giâm sât trung tđm qua bus hệ thống Một hệ thống như vậy được gọi lă hệ
thống có cấu trúc điều khiển phđn tân hay còn gọi lă hệ điều khiển phđn tân
(DCS) Hệ thống bao gồm câc module phđn tân có chức năng điều khiển phđn
tân được liín kết với nhau theo một hệ thống mạng tuđn theo câc giao thức
truyền thông công nghiệp Câc module năy có nhiệm vụ thu thập câc tín hiệu đo
lường, sử dụng hệ thống bus trường với kĩ thuật truyền tin số để truyền số liệu
lín cấp điều khiển giâm sât vă ngược lại
Câc module năy đồng thời nhận câc yíu cầu từ cấp điều khiển giâm sât
như gửi số liệu quâ trình để lưu trữ số liệu ở trín, điều khiển trực tiếp đối tượng
khi cần, thực hiện câc chức năng phđn tân trín câc công đoạn phđn tân, câc mây
tính điều khiển Trạm điều khiển trung tđm có nhiệm vụ điều khiển, ra nhiệm vụ
cho câc phần điều khiển riíng biệt sau đó giâm sât q trình đó hoặc trực tiếp
điều khiển 1 thiết bị hoặc 1 q trình năo đó
Ưu điểm của cấu trúc điíu khiển phđn tân
10
Trang 8Độ linh hoạt cao hơn so với cấu trúc điều khiển truyền thống, dễ dăng mở rộng vă phât triển hệ thống
Hiện năng vă độ tin cậy tổng thể của hệ thống được nđng cao nhờ sự phđn
tân chức năng xuống câc cấp dưới
Nđng cao tính năng thời gian thực, tiết kiệm dđy dẫn, tính ổn định bền
vững của hệ thống tốt hơn
Sự phđn tân chức năng xử lí thơng tin vă phối hợp điều khiển có sự giâm sât từ câc trạm vận hănh trung tđm mở ra câc khả năng ứng dụng mới, tích hợp
tổng thể trong hệ thống như lập trình cao cấp, điều khiển trình tự, điều khiển
theo công thức vă ghĩp nối với cấp điều hănh sản xuất
Do những ưu điểm trín mă điều khiển phđn tân ngăy căng phât triển vă
được ứng dụng ngăy căng nhiều trong lĩnh vực khâc
3 Câc thănh phần của một hệ điều khiển phân tân
Cấu hình cơ bản của một hệ điều khiển phđn tân bao gồm câc thănh phần
sau: trạm điều khiển cục bộ (Local Control Station, LCS), câc khối điều khiển cục bộ (Local Control Unit, LCU), hoặc câc trạm quâ trình (Prcess Station, PS) Câc trạm vận hanh (Operator Station, OS) Tram ki thuat (Engieering Station, ES) vă câc công cụ phât triển Hệ thống truyền thông (Industrial Ethernet bus, system bus) Ngoăi ra cịn có thể thím câc thănh phần khâc như trạm văo/ra từ xa (Remote I/O station, cc bo điều khiển chuyín dụng)
3.1 Trạm điều khiển cục bộ
Câc trạm điều khiển cục bộ được xâc định theo cấu trúc module gồm câc
thănh phần chính
Bộ cung cấp nguồn, khối xử lí trung tđm thơng thường có dự phịng
Giao diện với bus hệ thống (cần có dự phịng) Giao diện với bus trường
Câc module văo/ra số vă tương tự, câc module vao/ra an toăn chây nổ Một trạm điều khiển cục bộ thường được căi giao diện HART vă câc
module ghĩp với phụ kiện Câc thiết bị năy được lắp trong tủ điều khiển cùng
với câc linh kiện khâc Câc tủ điều khiển thường được đặt trong phòng điều khiển, phịng điện, ở bín cạnh phòng điều khiển trung tđm hoặc rải râc gần câc khu vực hiện trường
Trạm điều khiển cục bộ đảm nhiệm câc chức năng như: Điều khiển quâ
trình, điều khiển câc mạng vịng kín bằng câc thuật toân PID, điều khiển tầng,
câc hệ thống hiện đại còn cho phĩp điều khiển mờ, thích nghi, điều khiển dựa
mơ hình Điều khiển trình tụ, điều khiển logic, điều khiển công thức, lưu giữ xử
lí câc tín hiệu q trình, tạo câc thông bâo
Đđy lă câc thănh phần quan trọng nhất trong hệ thống nín địi hỏi tính
năng kiểm tra vă sửa lỗi cũng như cho phĩp lựa chọn cấu hình dự phịng Câc yíu cầu quan trọng nhất về mặt Kĩ thuật cho một trạm điều khiển cục bộ lă:
ll
Trang 9Tính năng thời gian thực
Độ tin cậy vă tính sẵn săng
Lập trình thuận tiện, cho phĩp sử dụng/căi đặt câc thuật toân cao cấp Khả năng điều khiển lai ( liín tục, trình tự vă logic)
3.2 Trạm vận hănh
Trạm vđn hănh cũng như trạm Kĩ thuật được đặt tại phòng điều khiển trung tđm, câc trạm vận hănh có thể hoạt động song song vă độc lập với nhau Trạm OS thực hiện chức năng giao diện người mây HMI, bao gồm câc mây tính
câ nhđn (PC), bao gồm câc hệ thống phụ nối với DCS (như mây in, Card mạng a)
Trạm vận hănh cho phĩp hiển thị câc hình ảnh của hệ thống, hiển thị câc
hình ảnh đồ hoạ như lưu đồ công nghệ, câc phím điều khiển, hỗ trợ vận hănh hệ thống qua câc công cụ thao tâc điều khiển, câc hệ thống hướng dẫn chỉ đạo vă hoạt động trợ giúp, tạo quản lí câc cơng thức điều khiển Xử lí câc sự kiện, sự cố, xử lí, lưu trữ vă quản lí dữ liệu, chuẩn đôn hệ thống, hỗ trợ người vận hănh vă bảo trì hệ thống, hỗ trợ lập bâo câo tự động
Đa số câc trạm vận hănh chạy trín nền Windows NT/2000 hoặc Unix
Một trạm vđn hănh có thể bố trí theo kiểu một người sử dụng Câc phần mềm
trín trạm vận hănh thường phải đi kỉm đồng bộ với hệ thống, hỗ trợ chuẩn phần
mềm, chuẩn giao tiếp công nghiệp như: TCP/IP, DDE, OLE, ODBC, OPC 3.3 Trạm kỹ thuật vă câc công cụ phât triển
Trạm kỹ thuật cho phĩp đặt cấu hình hệ thống, căi đặt câc công cụ phât
triển, tạo vă theo dõi câc cấu hình ứng dụng điều khiển vă giao diện Người —
Mây, đặt cấu hình tham số hô câc thiết bị trường, có thể sử dụng câc khối chức
năng sẵn có trong thư viện để tạo câc ứng dụng điều khiển theo phương phâp
khai bâo, đặt tham số vă ghĩp nối câc khối chức năng
Một trạm kỹ thuật có câc tính chất như: tính hợp sẵn câc cơng cụ phât
triển trong hệ thống, cho phĩp sử dụng câc ngơn ngữ lập trình như FBD, CFC,
SFEC, cho phĩp giao diện với câc hệ thống cấp trín, cần có câc thư viện khối hăm chuyín dụng giúp cho việc thiết kế vă phât triển hệ thống
ES thực hiện được chức năng phđn vùng quản lý hệ thống Mây tính thực hiện chức năng của ES có thể dùng chung với trạm vận hănh Thực chất khi cần
mở rộng hệ thống thì trạm ES chính lă công cụ đắc lực để thực hiện
3.4 Bus hĩ thống
Bus hệ thống có chức năng nối mang câc trung tđm điều khiển cục bộ với nhau vă câc trạm vận hănh, trạm kĩ thuật, thường cần có cấu hình dự phịng Đặc
điểm của việc trao đổi thông tin qua bus hệ thống lă lưu lượng thông tin lớn dẫn tới yíu cầu tốc độ đường truyền phải tương đối cao, đòi hỏi cả về tính năng thời
12
Trang 10gian thực nhưng không quâ nghiím ngặt như bus trường, thời gian phản ứng
thường chỉ yíu cầu trong phạm vi 0,1s trở lín
3.5 Bus trường vă câc trạm văỏ ra từ xa
Đối với cấu trúc văo/ra phđn tân, câc trạm điều khiển cục bộ được bổ
xung thím câc module giao diện bus để nối với câc trạm văo/ra từ xa (remote
I/O station) vă một số thiết bị trường thông minh Câc yíu cầu chung lă tính năng thời gian thời gian thực, mức độ đơn giản, giâ thănh thấp
Ngoăi ra, trong môi trường dễ chây nổ cịn địi hỏi câc u cầu kiểm tra khâc như về chuẩn truyền dẫn, tính năng điện học, câp truyền Một trạmvăo/ra
từ xa có cấu trúc khôngkhâc nhiều so với một trạm điề khiển cục bộ, chỉ khâc ở
điểm khơng có khối xử lí trung tđm cho chức năng điều khiển Thường câc trạm
văo/ra từ xa được đặt gần với quâ trình kỹ thuật, do vậy tiết kiệm câp truyền vă
đơn giản hoâ cấu trúc của hệ thống 4 Câc cấu trúc phđn tân
Tuỳ theo từng quan điểm mă có thể nhìn nhận khâi niệm phđn tân dưới
nhiều góc độ khâc nhau, ở đđy ta sẽ phđn tích cấu trúc phđn tân dưới theo 3 cấu trúc:
Văo/ra phđn tân
Bộ điều khiển phđn tân
Cấu trúc lai
4.1 Văo/ra phđn tân
Cấu trúc văo/ra tập trung với câch ghĩp nối điểm -điểm thể hiện một
nhược điểm cơ bản lă cần số lượng câc câp nối lớn vă phương phâp truyền dẫn tín hiệu giữa câc thiết bị trường vă thiết bị điều khiển dễ bị ảnh hưởng của nhiễu, dẫn đến sai số, khơng chính xâc Chính vì vậy sử dụng cấu trúc văo/ra phđn tân
cùng với phương phâp bus trường khắc phục được những nhược điểm đó Cấu
trúc văo/ra phđn tân có nghĩa lă câc module văo/ra được đẩy xuống cấp trường
gần kí với câc cảm biến vă cơ cấu chấp hănh vì vậy được gọi lă văo/ra phđn tân
hoac vao/ra tit xa (remote I/O)
Ngoăi ra còn có thể sử dụng một câch ghĩp nối khâc lă dùng câc cảm biến, hoặc cơ cấu chấp hănh thông minh có khả năng nối mạng trực tiếp mă không cần dùng qua câc module văo/ra Câc thiết bị thông minh năy có khả năng xử lí giao thức truyền thơng, đảm nhiệm một số chức năng xử lí tại chỗ
như lọc nhiễu, chỉnh định hay tự đặt chế độ, điểm lăm việc, thậm chí cịn có thể thực hiện nhiệm vụ điều khiển đơn giản
Cấu trúc văo/ra phđn tân, cùng phương phâp sử dụng bus trường đem lại những ưu điểm như: tiết kiệm dđy dẫn, công lắp đặt nối dđy cũng như giảm kích thước hộp điều khiển, trânh sự cồng kính, phức tạp khi có quâ nhiều đầu văo/ra
Cấu trúc năy cịn có ưu điểm như khả năng ghĩp nối đơn giản cũng như tăng độ 13
Trang 11linh hoạt mă hệ thống nhờ sử dụng câc thiết bị có giao thức chuẩn Tuy nhiín vẫn có những mặt hạn chế như sự phụ thuộc văo thiết bị điều khiển duy nhất dẫn đến độ tin cậy không cao, cũng như cấu trúc chưa đem lại độ linh hoạt cao, khả
năng mở rộng hệ thống hạn chế
Trong cấu trúc điều khiển tập trung, hạn chế lớn nhất lă sự phụ thuộc văo
một mây tính trung tđm để điều khiển Trong khi đó một dđy truyền sản xuất thường bao gồm nhiều phđn đoạn nằm ở những vị trí khâc nhau Với những ứng
dụng quy mô lớn, sự tập trung quâ lớn truyền điều khiển văo một mây tính trung
tđm lă rất khó nín sự phđn chia điều khiển lă cần thiết Điều năy tăng hiệu suất của toăn thể hệ thống nhờ sự phđn chia điều khiển cho những thiết bị điều khiển
khâc, ta có thể thấy rõ độ tin cậy vă tính linh hoạt của hệ thống được tăng lín rõ
rệt
Câc thiết bị điều khiển trung tđm được đặt ở nhiều nơi trong câc phòng điều khiển, phòng điện của câc phđn xưởng, câc phđn đoạn khâc vă ở vị trí khơng xa với q trình kĩ thuật Câc thiết bị điều khiển phối hợp bởi câc mây
tính điều khiển, giâm sât trung tđm thông qua bus hệ thống, mạng Ethernet Sự phđn tân chức năng điều khiển đem lại lợi ích cơ bản: hiện năng vă độ
tin cậy tổng thể của hệ thống được tăng lín rõ rệt Nhưng tất nhiín ở đđy cấu
trúc năy phù hợp với câc ứng dụng quy mô lớn do giâ thănh của giải phâp, còn
với những ứng dụng nhỏ khơng địi hỏi cao thì vẫn có thể dùng bộ điều khiển
tập trung
Như vậy ta thấy cả hai cấu trúc chưa thực sự đem lại chức năng phđn tân một câch toăn diện, chưa đem lại tất cả câc lợi thế vă ưu điểm của một hệ thống
điều khiển phđn tân Để thể hiện rõ câc ưu điểm như độ tin cậy, độ linh hoạt cao,
ta sử dụng cấu trúc lai: lă cấu trúc kết hợp cả hai cấu trúc trín nghĩa lă sử dụng câc bộ điều khiển phđn tân kết hợp với cấu trúc văo/ra phđn tân (sử dụng bus hệ
thống để kết nối câc bộ điều khiển phđn tân vă câc mây tính điều khiển giâm sât
còn bus trường để kết nối với câc module văo/ra phđn tân hay câc thiết bị văo/ra
phđn tân)
HIIL.Giới thiệu về bộ PLC 57-300:
PLC: Thiĩt bi diĩu khiĩn logic kha trinh (Programmable Logic Control) la
loại thiết bị cho phĩp thực hiện linh hoạt câc thuật toân điều khiển số thông qua
một ngơn ngữ lập trình PLC lă một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật
toân vă đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh ( với PLC khâc hoặc với mây tính) Toăn bộ chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của
PLC dưới dạng câc khối chương trình ( Khối OB, FC hoặc FB) vă được thực hiện
theo chu kỳ vòng quĩt
Để thực hiện được chương trình thì PLC phải có tính năng như một mây tính, nghĩa lă phải có CPU, hệ điều hănh, bộ nhớ, câc cổng văo ra Ngoăi ra 14
Trang 12PLC cịn phải có thím câc khối chức năng đặc biệt như Counter, Timer vă
những khối hăm chuyín dụng như bộ đệm văo /ra, bit cờ
3.1 Cac module cua PLC S7 - 300:
Thông thường, để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mă ở đó phần lớn câc đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu văo, đầu ra cũng như
chủng loại tín hiệu đầu văo/ra khâc nhau mă câc bộ điều khiển PLC được thiết
kế cũng khâc nhau về cấu hình Chúng được chia nhỏ thănh câc Module Số câc số Module được sử dụng nhiều hay ít tùy theo từng băi toân, song tối thiểu bao giờ cũng phải có một Module chính lă Module CPU Câc Module còn lại lă những Module nhận/truyền tín hiệu với số lượng điều khiển, câc Module chức năng chuyín dụng như PID, điều khiển động cơ Chúng được gọi chung lă Module mở rộng Tất cả câc Module được gâ trín những thanh ray (Rack)
1 Module nguồn-PS (Power Supply)
Có chức năng cung cấp nguồn cho câc module của hệ Simatic S7_300 Module nguồn có 3 loại : 2A, 5A, 10A
*PS 307 2A dong ra 2A
Điện âp ra: 24VDC, chống ngắn mạch
Nối với hệ thống AC một pha (điện âp văo 120/230 VAC tần số 50/60 Hz)
*PS 307 5A dong ra SA
Điện âp ra: 24VDC, chống ngắn mạch
Nối với hệ thống AC một pha (điện âp văo 120/230 VAC tần số 50/60 Hz)
*PS 307 10A dong ra 10A Điện âp ra: 24VDC, chống ngắn mạch
Nối với hệ thống AC một pha (điện âp văo 120/230 VAC tần số 50/60 Hz)
2 Module CPU
Modul CPU lă modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hănh, bộ nhớ, câc bộ
thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS 485) vă có thể cịn có một văi cổng văo/ra số Câc cổng văo/ra số có trín modul CPU được gọi lă cổng
văo/ra onboard
Trong họ PLUC S7-300 có nhiều loại CPU khâc nhau Nói chung chúng được đặt tín theo bộ vi xử lý có trong nó như modul 312, modul 314, modul
315
Những modul cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khâc nhau về cổng văo/ra onboard cũng như câc khối hăm đặc biệt được tích hợp sẵn trong
thư viện của hệ điều hănh phục vụ cho việc sử dụng câc cổng văo/ra onboard
15
Trang 13năy sẽ được phđn biệt với nhau trong tín gọi bằng thím cụm chữ câi IFM (Intergrated Function Module) Vi du modul 312 IFM, modul 314 IFM
Ngoăi ra cịn có câc loại modul CPU với hai cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thơng thứ hai có chức năng chính lă phục vụ việc nối mạng phđn tân Tất nhiín kỉm theo cổng truyền thông thứ hai năy lă những phần mềm tiện
dụng thích hợp cũng đê được căi sẵn trong hệ điều hănh Câc loại CPU được
phđn biệt với những modul CPU khâc bằng thím cụm tir DP (Distributed Port) trong tín gọi Ví dụ modul 315-DP, 315-2DP
2.1 Đặc điểm của câc họ CPU S7-300
Tốc độ xử lí:
Nhanh, chu kì vịng quĩt ngắn, tốc độ xử lý lệnh từ 0.1 ws — 0.2 tap lệnh mạnh vă hoăn chỉnh đâp ứng câc nhiệm vụ phức tạp Có thẻ nhớ (MMC-flash
Eprom) để mở rộng bộ nhớ hoặc backup dữ liệu
Truyền thông:
Š7-300 sử dụng câc mạng truyền thông sau INDUSTRIAL ERTHER NET
cho cấp giâm sât, PROFIBUS cho cấp trường, AS-i: cảm biến thiết bị chấp
hănh, MPI nối giữa câc CPU, PG/PC, TD/OP Sử dụng câc loại hình mạng
điểm-điểm hoặc bus truyền thông qua giao diện tích hợp trín bus trường sử
dụng CPU hoặc qua IM (module giao diện, hoặc FM, CP)
Giao diện MPI
MPI lă giao diện thích hợp để nối giữa hệ thống PG/PC, HMI với hệ thống
SIMATIC S7/C7/WinAC có thể noối tối đa 125 điểm MPI với tốc độ
truyền 187.5Kbit/s Thơng qua MPI có thể truyền dữ liệu giữa câc bộ điều
khiển khâc nhau, có nghĩa lă 1 CPU có thể truy cập câc đầu văo/ra của bộ
điều khiển khâc Ngoăi câc chức nang HM được tích hợp sẵn trong hệ
điều hănh S7-300 vă truyền dữ liệu đến câc trạm vận hănh mă khơng cần
lập trình giúp điều khiển vận hănh vă giao diện Giao diện PROFIBUS-DP
S7-300 c6 thể nối văo hệ thống bus trường PROEIBUS có thể dễ dăng tạo ra chương trình phđn tân giúp truyền thông với câc thiết bị trường Câc module I/O phan tân được thiết lập bằng STEP7 tương tự như câc I/O module tập trung,do vậy S7-300 có thể được sử dụng lăm master hoặc
slave
Tính năng chia sẻ
Có thể điều khiển vận hănh, giâm sât vă lập trình thơng qua cả hai giao
diện (MPI, DP) ví dụ cho 1 thiết bị PG có thể lập trình, hoặc vận hănh
nhiều CPU, hoặc nhiều PG có thể truy cập 1 CPU
Giao diện phụ
16
Trang 14242
Ngoăi giao diện MPI hay DP, S7 -300 cịn có thím 1 số cổng serial (PtP- pónt to point), nối câc mây quĩt Đđy lă giao diện RS422/485 cho phĩp
tốc độ truyền 38.4Kbit/s
Một số CPU có cấu trúc câc đầu văo /ra đặc biệt để đếm hoặc đo những
mây phât xung, hoặc có câc chức năng tích hợp để điều khiển vị trí với
những đầu ra đặc biệt
Câc họ CPU S7-300 vă câc Modul
Có nhiều loại CPU khâc nhau để lựa chọn tuỳ theo câc yíu cầu khâc nhau
từ đơn giản đến phức tạp Từ những CPU chỉ có chức năng cơ bản (thực hiện lệnh, I/O nối trực tiếp qua MPI) đến câc CPU có module I/O vă giao diện truyền
thông thích hợp
Câc CPU chỉ khâc nhau về hiệu suất như bộ nhớ, số lượng module, số đầu văo/ra có thể quản lí, khoảng địa chỉ vă thời gian xử lí cũng như một số tính
năng thích hợp Câc CPU S7-300 có thể chia ra thănh câc loại như sau:
CPU 312, 313, 314, 315 CPU 312C, 313C CPU312IFM, 314IEM CPU35-2DP, 316-2DP, 318-2DP, 313C-2PtP, 314-2PtP, 313-2DP, 314C- 2DP
2.2.1 Cac ho CPU binh thuong
Loai CPU313 CPU314 CPU315 Bộ nhớ chính 12K 24K 48K Số khối 128FC 128FC 192FC 128FB 128FB 192FB 127DB 127DB 255DB Thời gian xử lí | 0.6ms 0.3ms 0.3ms IKlệnh Bít nhớ 2048 2048 2048 Bộ đếm 64 64 64 Bộ thời gian 128 128 128 Số module 8 8 8 Số CC/CE 1/0 1/3 1/3 Số đầu văo/ra 256 1024 1024
Số đầu văo/ra | 64/32 256/128 256 hoặc 128 O
(ương tự tập trung
Giaodiện truyền | MPI MPI MPI
thông
17
Trang 15
Mạng lăm việc | PROFIBUS PROFIBUS PROFIBUS INDUSTRIAL |INDUSTRIAL | INDUSTRIAL
ETHRNET ETHRNET ETHRNET
2.2.2 Cac ho CPU tich hop module chitc nang
Loai CPU312C CPU313C CPU312-IFM | CPU314-IFM
Bo nhớ| 16K 32K 6K 32K chinh Số khối 66FC 128FC 32FC 128FC 64FB 128FB 32FB 128FB 62B 127DB 63DB 127DB Thời gian | 0.2ms 0.1ms 0.6ms 0.3ms xửlí 1Klệnh Bít nhớ 1024 2048 1024 2048 Bộ đếm 128 256 32 64 Bo thời | 128 256 64 128 gian Số 8 31 8 31 module Số CC/CE | 1/0 1/3 1/0 1/3 Số dau | 256 1024 256 1024 vao/ra S6 dau | 64/32 256/128 640/32 256/128 vao/ra tuong tu
Hăm chức |Hai bộ giai | 3 bộ giải mê 1 Bộ đếm 1 Bộ đếm với
năng mê 3 kính điều | 1 kính đo tần | 4 đầu văo 2 kính điều | chế xung SỐ 1Kĩnh do tan
chĩ xung Điều khiển số, điều khiển
PID vi trí
Đầuvăo/ra | 10 đầu văo số | 24DI/16DO 10 DI/6DO 20DI/16DO
tích hợp | 6 đầu ra số 4AI/2AO 4A1/10 AO sẵn
Giaodiĩn | MPI MPI MPI
truyĩn
thong
18
Trang 16Mạng lăm VIỆC PROFIBUS INDUSTRIAL ETHRNET PROFIBUS INDUSTRIAL ETHRNET PROFIBUS INDUSTRIAL ETHRNET PROFIBUS INDUSTRIAL ETHRNET
2.2.3 Cac module tich hợp thím giao diện khâc
CPU 313C-2PtP vă CPU314-PtP có thím cổng serial (point to point) cho phĩp nối thím với một số thiết bị ngoại vi CPU 313C-2DP vă CPU 314C-2DP lă
loại CPU vừa tích hợp câc hăm chức năng,câc đầu văo/ra vă có thím giao diện
PROFIBUS-DP
CPU315-2DP,CPU316-2DP,CPU318-2DP: Có thím một giao diện PROFIBUS -DP ngoăi giao diện MPI có sẵn Ngoăi ra riíng với 318-2DP có thể dùng giao diện MPI như giao diện PROFIBUS-DP
Loại | CPU312C | CPU314C | CPU313 | CPU314 | CPU315 CPU316 | CPU318 -2PtP -2PtP -2DP -2DP -2D -2DP -2DP Bộ 32K 48K 32K 48K 66K 128K 512K nhớ chính Số 128FC 128FC 128FC 128FC 192FC 512FC 1024FC khối 128FB 128FB 128FB 128FB 192FB 266FB 1024FB 127DB 127DB 127DB 127DB |256DB S5IIDB |2047DB Thời 0.1ms 0.1ms 0.1ms 0.1ms 0.3ms 0.3ms 0.1ms gian xử lí 1K lệnh Bít 2048 2048 1024 2048 2048 2048 8192 nhớ Bộ 256 256 256 256 64 64 512 đếm Bộ 256 256 256 256 128 128 512 thời gian Số 31 31 31 31 32 32 32 modul e Số 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 CC/CE Số đầu | 1024 1024 1024 1024 8192(10 | 16384(1 | 65536 vao/ra 24_ tập 024 ~=tap | (1024 a
Trang 17số trung) trung) tập trung) Số đầu | 256/128 256/128 256/128 | 256/128 | 512 1024 4096 vao/ra 256/128 tuong tập trung 256/128 | 256/128 tự tập trung | tập trung
Hăm Ba bộ gảl| Bốn bộ|Ba bộ| 4 bộ giả | Không Không Không chức | ma giai ma gal ma ma
nang Ba kính | Bốn kính |3 kính | 4kính điều chế |điểu chế | điểu chế | điểu chế
xung xung xung xung Ba kính | Bốn kính|3 kính|4 kính đo tần đo tần đo tần đo tần
Điều Điều Điều Điều
khiển PID | khiển vị trí | khiển khiển
PID PID PID
Đầu 16 24DI/16D |16 24DI/16 | Không Không Không
văo/ra |DI/I6DO |O DI/I6D |DO
tích 4AI/2AO |O 4A1/10
hop AO
san
Giao MPI MPI MPI MPI MPI MPI 32
diĩn RS485/42 | RS485/42 | PROFIB | PROFIB | PROFIB PROFIB | (MPI)
truyền |2 2 US-DP US-DP US-DP US-DP 125
thông số slave/ | số slave/ | sốslave/ tram 32 |trạm32 | trạm 64 (DP)
3 Module tin hiệu — SM
SM (Signal modul): modul mở rộng cổng tín hiện văo/ra bao gồm:
-DI (digital input): modul mĩ rong cdc cĩng văo số Số câc cổng văo số
mở rộng có thể lă 8, 16, hoặc 32 tuỳ theo từng loại module
-DO (igial outpuf): modul mở rộng câc cổng ra số Số câc cổng ra số
mở rộng có thể lă 8, 16, hoặc 32 tuỳ theo từng loại modul
-DI/DO (digital input/digital output): modul m6 rộng câc cổng văo/ra
số Số câc cổng văo/ra số mở rộng có thể lă 8văo/§ra, 16văo/16 ra theo từng
loại modul
-AI (analog input): Modul mở rộng câc cổng văo tương tự Về bản chất
chúng chính lă câc bộ chuyển đổi tương tự số12 bit (AD), tức lă mỗi tín hiệu
tương tự được chuyển thănh một tín hiệu số (ngun) có độ dăi 12 bit Số câc
cổng văo tương tự có thể lă 2,4 hoặc 8 tuỳ từng loại modul
20
Trang 18-AO (analog oufpuf): Modul mở rộng câc cổng ra tương tự Về bản chất
chúng chính lă câc bộ chuyển đổi số tương tự (DA) Số câc cổng ra tương tự có thể lă 2 hoặc 4 tuỳ từng loại modul
-Al/AO (analog inputlanalog output): Modul mở rộng câc cổng văo/ra
tương tự Số câc cổng văo/ra tương tự có thể lă 4 văo/2 ra hoặc 4văo/4 ra tuỳ
từng loại modul
4 Module chức năng - FM (Function modul): Modul có chức năng điều
khiển riíng, ví dụ như module điều khiển động cơ bước, modul điều khiển
động cơ servo, modul PID, modul điều khiển vịng kín
5 Module ghĩp noi - IM (interface modul): modul ghĩp nối đđy lă loại
modul chun dụng có nhiệm vụ nối từng nhóm câc modul mở rộng lại với
nhau thănh một khối vă được quản ly chung bởi modul CPU Thông thường
câc modul mở rộng được gâ liền với nhau trín một thanh dĩ goi 1a rack Trĩn
mỗi một rack chỉ có thể gâ được nhiều nhất § modul mở rộng (không kể
modul CPU, modul nguồn nuôi Một modul CPU S7-300 có thể lăm việc trực
tiếp được với nhiều nhất 4 Racks vă câc Racks năy phải được nối với nhau
bằng modul IM
6 Module truyền thông — CP ( Conununicafion modul): Phục vụ truyền
thông trong mạng giữa câc PLC với nhau hoặc giữa PLC với mây tính
3.2 Kiểu dữ liệu vă phđn chia bộ nhớ:
3.2.1 Kiểu dữ liệu:
Một chương trình ứng dụng S7 — 300 có thể sử dụng câc kiểu dữ liệu sau:
- BOOL: Với dung lượng 1 bit vă có giâ trị lă 0 hoặc 1 ( đúng hoặc sai ) Đđy lă
kiểu dữ liệu cho biến hai trị
- BYTE: Gồm 8 bits, thường được dùng để biểu diễn một số nguyín dương trong
khoảng từ 0 đến 255 hoặc mê ASCII của một ký tự
- WORD: Gồm 2 bytes để biểu diễn 1 số nguyín dương từ 0 đến 65535
- INT: Cũng có dung lượng lă 2 bytes, dùng để biểu diễn số nguyín trong
khoảng — 32768 đến 32767
- DINT: gồm 4 bytes, dùng để biểu diễn một số nguyín từ —- 2147483648 đến
2147483647
- REAL: gồm 4 byte dùng để biểu diễn một số thực dấu phẩy động
- SỐT (hay SSTIME): khoảng thời gian, được tính theo
giờ/phút/giđy/mini giđy
- TOD: Biểu diễn giâ trị thời gian tính theo giờ/phút/giđy
- DATE: Biểu diễn giâ trị thời gian tính theo năm/thâng/ngăy - CHAR: Biểu diễn một hoặc nhiều ký tự (nhiều nhất lă 4 ký tự) 3.2.2 Cấu trúc bộ nhớ của CPU:
Bộ nhớ của S7-300 được chia lăm 3 vùng chính:
21
Trang 19* Vùng chứa chương trình ứng dụng
Vùng nhớ chương trình được chia thănh 3 miền:
Organisation Block ): Miền chứa chương trình tổ chức
- EC (Function): Miễn chứa chương trình con được tổ chức thănh hăm
có biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đê gọi nó
- FB (Ƒunction Block): Miễn chứa chương trình con, được tổ chức thănh
hăm vă có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một khối chương trình năo khâc Câc dữ liệu năy phải được xđy dựng thănh khối dữ liệu riíng (gọi lă DB — Data
Block)
* Vùng chứa tham số của hệ điều hănh vă chương trình ứng dụng
+ I( Process image inpu?): Miền bộ đệm câc dữ liệu cổng văo số Trước
khi bắt đầu thực hiện chương trình PLC sẽ đọc giâ trị logic của tất cả câc cổng
đầu văo vă cất giữ chúng tại vùng nhĩ I, thong thường chương trình ứng dụng không đọc trực tiếp trạng thâi logic của cổng văo số mă chỉ lấy dữ liệu của cổng văo từ bộ đệm I
+ Q( Process image oufpuf): Miễn bộ nhớ đệm câc đữ liệu cổng ra số
Kết thúc giai đoạn thực hiện chương trình, PLC sẽ chuyển giâ trị logic của bộ đệm Q tới câc cổng ra số Thông thường chương trình khơng trực tiếp gân giâ trị
tới cổng ra mă chỉ chuyển chúng văo bộ nhớ đệm Q
+ M (Miền câc biến cờ ): Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ năy
để lưu giữ câc tham số cần thiết vă có thể truy cập nó theo bit(M) byte(MB), từ
(MW) hay tir kĩp (MD)
+ T : Miĩn nhớ phục vụ bộ thời gian (Timer ) bao gồm việc lưu trữ giâ trị
thời gian đặt trước ( PV - Preset value ) ,giâ trị đếm thời gian tức thời ( CV - Current value ) cũng như giâ trị logic đầu ra của bộ thời gian
+€: Miền nhớ phục vụ bộ đếm ( Counter ) bao gồm việc lưu giữ giâ trị
đặt trước ( PV - Preset value ),giâ trị đếm tức thời (CV - current value ) vă giâ trị
logic đầu ra của bộ đếm
+ PI: Miĩn dia chi cĩng vao cdc module tuong tu (I/O: external input ).Câc giâ trị tương tự tại cổng văo của module tuong tu sĩ duoc module doc va
chuyển tự động theo những địa chỉ Chương trình ứng dụng có thể truy cập miền
nhớ PI theo từng byte (PIB), từng từ (PIW) hoặc từng kĩp (PID)
+ PQ: Miền địa chỉ cổng ra cho câc module tuong tu (I/O - external
output) Cac gid tri theo những địa chỉ năy sẽ được module tương tự chuyển tới câc cổng ra tương tự Chương trình ứng dụng có thể truy cập miền nhớ PQ theo
từng byte (PQB), từng từ kĩp (PQD)
3.2.2.1 Vùng chứa câc khối dữ liệu: Chia thănh hai loại:
* DB (Da block) Miễn chứa câc dữ liệu được tổ chức thănh khối, kích thước cũng như số lượng, khối do người sử dụng qui định vă phù hợp với từng băi toân điều khiển Chương trình có thể truy cập miền năy theo từng bit (DBX),
byte (DBB), từ (DBW), từ kĩp (DBD)
22
Trang 20* L ( Local data block ): Day lă miền dữ liệu địa phương được câc khối chương trình OB, EC, FB tổ chức vă sử dụng cho câc biến nhâp tức thời vă trao
đổi dữ liệu của biến hình thức với những khối chương trình đê gọi nó Nội dung của một số dữ liệu trong miền nhớ năy sẽ bị xoâ khi kết thúc chương trình tương
ứng trong OB, FC FB
Miền nhớ năy có thể truy nhập từ chương trình theo bit (L), byte (LB), từ
(LW) hoặc từ kĩp (LD)
3.2.2.2 Trao đổi dữ liệu giữa CPU vă câc module mở rộng:
Trong trạm PLC ln có sự trao đổi dữ liệu giữa CPU với câc module mở rộng thông qua bus nội bộ Ngay tại vòng quĩt, câc dữ liệu tại cổng văo của câc module số (DI) đê được CPU chuyển tới bộ đệm văo số (process image input
table - I) Cuối mỗi vòng quĩt nội dung của bộ đệm ra số (process image input
table - Q) lại được CPU chuyển tới cổng ra của câc module ra số (DO) Việc
thay đổi nội dung hai bộ đệm năy được thực hiện bởi chương trình ứng dụng
(user program) Điều năy cho thấy nếu trong chương trình ứng dụng có nhiều
lệnh đọc giâ trị cổng văo số thì cho dù giâ trị logic thực có của cổng văo năy có
thể đê bị thay đổi trong quâ trình thực hiện vịng quĩt, chương trình sẽ vẫn luôn
đọc được cùng một giâ trị từ I vă giâ trị đó chính lă giâ trị của cổng văo có tại
thời điểm đầu vòng quĩt Cũng như vậy, nếu chương trình ứng dụng nhiều lần
thay đổi giâ trị cho một cổng ra số thì do nó chỉ thay đổi giâ trị cho một cổng ra
số thì do nó chỉ thay đổi nội dung bit nhớ tương ứng trong Q nín chỉ có giâ trị ở
lần thay đổi cuối cùng mới thực sự được đưa tới cổng ra vật lý của module DO Khâc hẳn với việc đọc/ ghi cổng số, việc truy nhập cổng văo/ ra tương tự
lại được CPU thực hiện trực tiếp với module md rong (AI/AO) Nhu vay mỗi lệnh đọc giâ trị từ địa chỉ thuộc vùng PI sẽ thu được một giâ trị đúng bằng giâ trị
thực có ở cổng tại thời điểm thực hiện lệnh Tương tự khi thực hiện lệnh gửi một
giâ trị (số nguyín 16 bits) tới địa chỉ của vùng PQ (Periphenal Output), giâ trị đó sẽ được gửi ngay tới cổng ra tương tự của module Do su phan chia dia chi va đặc thù về tổ chức bộ nhớ của
Š7-300 chỉ có câc module văo/ ra số mới có bộ đệm còn câc module văo/ ra
tương tự thì khơng, chúng chỉ được cung cấp địa chỉ để truy nhập (địa chỉ PI vă
PQ) Tuy nhiín PI vă PQ được cung cấp nhiều hơn AlI/AO nín tạo khả năng kết nối câc cổng văo / ra số với những địa chỉ dôi ra trong PI/PQ giúp chương trình ứng dụng có thể truy nhập trực tiếp câc module DI/DO mở rộng để có giâ trị tức thời tại cổng mă không cần thông qua bộ đệm I, Q
3.3 Vịng quĩt chương trình:
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp, mỗi vịng lặp được gọi lă vòng quĩt (scan), mỗi vòng quĩt được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ câc cổng văo số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo lă giai đoạn thực hiện chương
trình.Trong từng vịng quĩt chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiín đến lệnh kết thúc của khối OBI (Block End) Sau giai đoạn thực hiện chương trình lă 23
Trang 21giai đoạn chuyển câc nội dung của bộ đếm ảo Q tới câc cổng ra số, vòng quĩt được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ vă kiểm soât lỗi
Truyền thông vă kiểm tra nội bộ Chuyển dữ liệu từ cổng văo tới I
Thực hiện
Chuyển dữ liệu chương trình
từ Q tới cổng ra
Hình 1.5 Vịng quĩt chương trình
Bộ đệm I vă Q khơng liín quan tới câc cổng văo/ra tương tự nín câc lệnh
truy cập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông
qua bộ đệm
Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quĩt gọi lă thời gian vòng quĩt (Scan time) Thời gian vòng quĩt không cố định tức lă khơng phải vịng quĩt năo cũng thực hiện trong khoảng thời gian như nhau Có vịng quĩt
thực hiện lđu có vòng quĩt thực hiện nhanh tuỳ thuộc văo số lệnh trong chương
trình được thực hiện, văo khối dữ liệu được truyền thơng trong vịng quĩt đó Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính tôn vă việc gửi
tín hiệu điều khiển tới câc đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời
gian vịng quĩt Nói câch khâc thời gian vòng quĩt quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC Thời gian vịng quĩt căng ngắn thì tính
thời gian thực của chương trình căng cao
Nếu sử dụng câc khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt như khối OB40, OB80 thì chương trình của câc khối đó sẽ được thực hiện trong vòng quĩt khi xuất hiện tín hiệu bâo ngắt cùng chủng loại Câc khối chương trình năy có
thể được thực hiện tại mọi điểm trong vịng quĩt chứ khơng bị gò ĩp lă phải
trong giai đoạn thực hiện chương trình Ví dụ như một tín hiệu bâo ngắt xuất hiện khi PUC đang ở giai đoạn truyền thông vă kiểm tra nội bộ PLC sẽ tạm dừng
công việc truyền thông vă kiểm tra để thực hiện khối chương trình tương ứng với
tín hiệu bâo ngắt Với hình thức xử lý tín hiệu bâo ngắt như vậy thì thời gian vòng quĩt lớn khi trong vịng quĩt có nhiều tín hiệu ngắt Do đó để nđng cao tính
thời gian thực cho chương trình điều khiển thì tuyệt đối khơng viết chương trình 24
Trang 22xử lý ngắt quâ dăi hoặc quâ lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt trong chương
trình điều khiển
Tại thời điểm thực hiện lệnh văo/ ra thông thường lệnh không lăm việc
trực tiếp với cổng văo /ra mă chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ
tham số Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong câc giai đoạn I vă
3 do hệ thống điều hănh CPU quản lý Ở một số module CPU khi gặp lệnh văo/ ra, ngay lập tức hệ thống cho dừng mọi công việc khâc ngay cả chương trình xử
lý ngắt để thực hiện trực tiếp với cổng văo/ ra
ChươngÏII: Ngôn ngữ lâp trình S7 300 LGiới thiệu chung về ngôn ngữ lập trình S7-300
Câc loại PUC nói chung thường có nhiều ngơn ngữ lập trình nhằm phục vụ
câc đối tượng sử dụng khâc nhau PUC §7 - 300 có ba ngơn ngữ lập trình cơ bản Đó lă:
- Ngơn ngữ "liệt kí lĩnh", ky hiĩu 1a STL (Statement list): Day 1a dang
ngôn ngữ lập trình thơng thường của mây tính Một chương trình được phĩp bởi nhiều cđu lệnh theo một thuật toân nhất định, mỗi lệnh chiếm một hăng vă đều có cấu trúc chung "tín lệnh" + "tôn dạng"
- Ngơn ngữ "hình thang", ký hiệu lă LAD (Ladder logic): Day lă dạng
ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển logic - Ngơn ngữ "hình khối”, ký hiệu lă FBD (Function block điagram): Day
cũng lă kiểu ngôn ngữ đồ hoạ dănh cho người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số
Ladder SixkmenifSESTP Function
Diagram LAD Block Diagram FBD
Q+I 100 10.1 A Ft I rt () 1+Š] 1» A 10.1 10.1 6 je 10.2 103 10.2 10.2 — ro : 10.3 ri Q31 Q41 ey 25
Trang 23Hình 2.: Ba kiểu ngơn ngữ lập trình cho S7-300
Một chương trình viết trín LAD hoặc FBD có thể chuyển sang được dạng
STL, nhưng ngược lại thì khơng Trong STL có nhiều lệnh khơng có trong LAD
hay FBD (hình 3.5) Cũng chính vì lý do đó, STL duoc chon lăm ngơn ngữ lập trình minh họa trong đồ ân năy
1 Ngơn ngữ lâp trình STL
+ Bit logic thường lăm việc với RLO
Tín vùng + địa chỉbyte + số thứ tự bit
+ Word logic lăm việc với thanh ghi ACCU Địa chỉ của toân hạng trong Word logic
Tínvùng + kíchthướcơnhớ + địa chỉ byte
I B, W, D dia chi byte dau tiĩn
Q Bbyte W=2B
M D(double word)=4B
( STL ( ran)
`
Hình 2.2: ŠTL lă ngôn ngữ mạnh nhất trong ba loại ngôn ngữ
lập trình cho S7-300
2 Hệ lệnh lập trình
2.1 Câc lệnh cơ bẩn
2.2.1 Nhóm lệnh logic tiếp điểm
Nội dung của một toân hạng: 10.0
Giâ trị logic của một toân hạng/ biểu thức: M0.0
Lệnh Cú phâp Chức năng AND A _ (0.0) FC=0 > RLO= 10.0 FC= I= RLO= (RLO)n¬(0.0) AN AN (10.0) EC= 0= RLO= (70.0) FC= 1= RLO= (RLO)n¬ (70.0) O O (0.0) FC= 0> RLO= I0.0 FC= I= RLO= (RLO)n¬(0.0)
ON O (0.0) FC= 0= RLO= MU.0
26
Trang 24EC= I= RLO=(RLO) uv (10.0) Gan = (10.0) Lệnh thực | A( FC=0 = RLO= M0.0
hiện phĩp FC= I= RLO= (RLO)¬(M0.0)
tính ^ với
giâ trị của
một biểu
thức
Lệnh thực | AN( FC=0 > RLO=M0.0
hiện phĩp EC= 1= RLO= (RLO) a (M0.0)
tính ^ với giâ tri nghich đảo của một biểu thức Lệnh thực | O( FC=0 => RLO= M0.0
hiện phĩp EC= I= RLO= (RLO)U (M0.0)
tính V với giâ tri
một biểu
thức
Lệnh thực | ON( FC=0 = RLO= (M0.0)
hiện phĩp FC= 1= RLO= (RLO)U (0.0)
tính V với giâ trị nghịch đảo của một biểu thức Thực hiện| X (10.0) FC=0 > RLO=M0.0
phĩp tinh FC= I=Nếu nội dung của RLO khâc của exclusive M0.0 thì RLO= I
or Nếu nội dung của RLO không khâc
cua M0.0 thì RLO= 0
Thực hiện| XN (0.0) FC=0 => RLO= (0.0)
phĩp tinh FC= I—Nếu nội dung của RLO khâc của
exclusive M0.0 thì RLO= 0
27
Trang 25
or not Nếu nội dung của RLO giống của
M0.0 thi RLO= 1 Thuc hiĩn phĩp tinh exclusive or VỚI giâ trị của một biểu thức X( FC=0 RLO= MU.0 FC= I= RLO= (RLO)U (M⁄0.0) Thực hiện phĩp tính exclusive or với giâ trị nhịch đảo của một biểu thức XN( FC=0 = RLO= (10.0)
FC= 1=> RLO= (RLO)khi MO.0= 0
Lệnh ghi giâ tri logicl vao RLO SET Lệnh ghi giâ tri logic 0 vao RLO NOT Lệnh gân có điều kiện giâ trị logic văo nhớ
S (10.0) Nếu RLO= I lệnh sẽ ghi giâ tri 1 vao 6 nhĩ có địa chỉ cho trong toân hạng
Lệnh gân có diĩu kiện giâ tri logic 0 văo ô nhớ
R q0.0) Nếu RLO= I lệnh sẽ ghi giâ trị 0 văo ơ nhớ có địa chỉ cho trong toân hạng
Lệnh phât
hiện sườn lín
FP (10.0) Dùng để ghi nhan lai gid tri cua RLO tai 1 vi
trí trong vịng quĩt trước RLO ln có giâ tri 1 trong 1 vịng quĩt khi có sườn lín trong
RLO
Lệnh phât
hiện sườn FN (10.0) Dùng để ghi nhận lại giâ trị của RLO tại Ivị
trí trong vịng quĩt trước RLO ln có giâ
28
Trang 26xuống tri 1 trong l vịng quĩt khi có sườn xuống trong RLO
2.1.2.Lệnh so sânh
Thuộc nhóm lệnh khơng tôn hạng lă câc lệnh thực hiện không điều kiện,
lệnh so sânh được thực hiện trong hai thanh ghi ACCU, vă ACCU; kết quả của
phĩp so sânh được ghi trong bit RLO của từ trạng thâi STW
Nhóm lệnh so sânh ACCUI ==;<;<=>;>=;¡<> ACCU2 TT | Tín lệnh Mơ tả
1 + Cộng với hằng số được viết ở điểm n
2 = Nội dung của RLO hiện hănh được gân cho đối tượng n
3 ) Dùng để đóng ngoặc biểu thức đê mở ngoặc trước đó,
lệnh năy khơng có đối tượng
4 +AR Cộng nội dung của ACCU I hoặc nội dung tại con trỏ 1 n với nội dung có địa chỉ ở thanh ghi 1
5 +AR Cộng nội dung của ACCU I hoặc nội dung tại con trỏ 2 n với nội dung có địa chỉ ở thanh ghi 2
6 +D Cộng 2 số nguyín 32 bit ở ACCU I1 vă ACCU 2, kết
quả để ở ACCU 1
7 -D Trừ số nguyín 32 bit ở ACCU 2 cho số nguyín 32 bit
& ACCU 1, kĩt qua dĩ 6 ACCU 1
8 *D Nhđn 2 số nguyín 32 bit 6 ACCU 1 va ACCU 2, kết
qua dĩ 6 ACCU 1
9 /D Chia số nguyín 32 bit 6 ACCU 2 cho số nguyín 32 bit
& ACCU 1, kĩt qua dĩ 6 ACCU 1
10 ==D So sânh hai số nguyín 32 bit ở ACCU 1 vă ACCU 2 có
bằng nhau không
11 <>D So sânh hai số nguyín 32 bit ở ACCU 1 vă ACCU 2 xem có khâc nhau khơng
a)
Sinh viĩn thuc hiĩn:Nguyĩn Hoang Son - Dĩ Thi Tha
Trang 27
12 >D So sânh số nguyín 32 bit ở ACCU 2 có lớn hơn số nguyín 32 bit ở ACCU I không
13 <D So sânh số nguyín 32 bit ở ACCU 2 có nhỏ hơn số nguyín 32 bit ở ACCU I không
14 >=D So sânh số nguyín 32 bit ở ACCU 2 có lớn hơn hay
bằng số nguyín 32 bit ở ACCU 1 không
15 <=D So sânh số nguyín 32 bit ở ACCU 2 có nhỏ hơn hay
bằng số nguyín 32 bit ở ACCU 1 không
16 +I Cộng 2 số nguyín 16 bit ở ACCU I vă ACCU 2, kết
quả để ở ACCU 1
17 + Trừ số nguyín I6 bit ở ACCU 2 cho số nguyín 16 bit
& ACCU 1, kĩt qua dĩ 6 ACCU 1
18 *] Nhđn 2 s6 nguyĩn 16 bit 6 ACCU 1 va ACCU 2, kết
qua dĩ 6 ACCU 1
19 đ Chia số ngun 16 bit 6 ACCU 2 cho số nguyín 16 bit
& ACCU 1, kĩt qua dĩ 6 ACCU 1
20 ==l So sânh hai số nguyín 16 bit ở ACCU 1 vă ACCU 2 có
bằng nhau không
21 <I So sânh hai số nguyín 16 bit ở ACCU 1 vă ACCU 2
xem có khâc nhau không
2 >I So sânh số nguyín l6 bít ở ACCU 2 có lớn hơn số nguyín l6 bit ở ACCU | khong
23 <l So sânh số nguyín 16 bit ở ACCU 2 có nhỏ hơn số nguyín l6 bit ở ACCU 1 không
24 > So sânh số nguyín I6 bit ở ACCU 2 có lớn hơn hay
=I bằng số nguyín 16 bit ở ACCU 1 không
25 < So sânh số nguyín 16 bit ở ACCU 2 có nhỏ hơn hay
= bằng số nguyín 16 bit ở ACCU 1 không
26 + Cộng 2 số thực 32 bit ở ACCU 1 vă ACCU 2, kết quả R dĩ 6 ACCU 1
27 -R Trit s6 thuc 32 bit 6 ACCU 2 cho s6 thuc 32 bit ở ACCUI, kết quả để ở ACCU 1
28 * Nhđn 2 số thuc 32 bit 6 ACCU 1 va ACCU 2, kĩt qua R dĩ 6 ACCU 1
29 /R Chia số thực 32 bit ở ACCU 2 cho số thực 32 bit ở ACCU 1, kĩt qua dĩ 6 ACCU 1
30 = So sânh hai số thực 32 bit ở ACCU 1 va ACCU 2 cĩ
= bằng nhau không
R
30
Trang 28
31 < So sânh hai số thực 32 bit ở ACCU 1 vă ACCU 2 xem > có khâc nhau không
R
32 > So sânh số thực 32 bit ở ACCU2 có lớn hơn số thực 32
R bít ở ACCU 1 khong
33 < So sânh số thực 32 bit ở ACCU 2 có nhỏ hơn số thực R 32 bit ở ACCU 1 khong
34 > So sânh số thực 32 bit ở ACCU 2 có lớn hơn hay bằng = số thực 32 bit ở ACCU 1 không
R
35 < So sânh số thực 32 bit ở ACCU 2 có nhỏ hơn hay bằng
= số thực 32 bit ở ACCU 1 không R
36 A n Thực hiện lệnh AND giữa nội dung của RLO với giâ
trị của điểm n (đơn vị bit) chỉ dẫn trong lệnh, kết quả
ghi văo RLO
2.2 Lệnh điíu khiển chương trình
2.2.1 Lệnh rể nhânh theo bữ trạng thâi Tín lệnh Cú phâp Rẽ nhânh khi BR = 1 JBI <nhên>
Rẽ nhânh khi BR = 0 JNBI <nhan>
Rẽ nhânh khi RLO = I JC <nhên> Rẽ nhânh khi RLO = 0 JCN <nhên> Rẽ nhânh khi CCI = 0 vă CC0 = 0 JP <nhan> Rĩ nhaĩnh khi CC1=CCO = 0 JZ <nhan> Rẽ nhânh khi CC1 zCCO JN <nhên> Rẽ nhânh khi CCI=CC0=0 hoặc CCI= | JMZ.<nhên> 0 vă CCO = I
Rẽ nhânh khi CCI=CC0=0 hoặc CCI= | JPZ.<nhên> 1 vă CCO =0
Rĩ nhânh vô điều kiện JU <nhên>
Rẽ nhânh theo danh mục JL <nhan>
31
Trang 292.2.2 Lệnh xoay vòng (LOOP) Cú phâp LOOP <nhên>
Khi gặp lệnh năy CPU sẽ tự giảm nội dung của từ thấp trong thanh ghi
ACCU, đi 1 đơn vị để kiểm tra xem nó có bằng 0 hay khơng, nếu khâc 0 thì
CPU sẽ nhảy đến chương trình được đânh dấu bởi nhên
2.3 Bộ thời gian (Timer)
Bộ thời gian: Lă bộ tạo tín hiệu ra phụ thuộc văo thời điểm xuất hiện tín
hiệu văo
Tín lệnh Cú phâp Tâc dụng
Khai bâo sử dụng | A<ddia chi bit> Khai bâo sử dụng tín
Timer FR<tĩn Timer> hiệu enable (chủ động
kích)
L<hằng số> Khai bâo thời gian trễ mong muốn
Kha bâo loại
timer SD<tín Timer> Trễ theo sườn lín khơg
có nhớ
SS<tín Timer> Trễ theo sườn lín có nhớ
SP<tín Timer> Timer tạo xung khơng có nhớ
SE<tín Timer> Timer tao xung có nhớ
SF<tín Timer> Timer trễ theo sườn xuống
Khai bâo tín hiệu
xô A<địa chỉ bit>
R<tín timer>
doc nội dung
thanh ghi T-Word
L<tín timer> đọc số đếm tức thời
LC<tĩn timer> đọc thời gian trễ tức thời
2.3 Bĩ dĩm (Counter)
Counter 1a b6 đếm thực hiện chức năng đếm sườn xung của câc tín hiệu đầu văo
Tín lệnh Cú phâp
Khai bâo sử dụng
A_ <tín địa chỉ bit > FR <tín counter > Khai bâo tín hiệu kích đếm
Sinh viín thực hiện:Nguyễn Hoăng Son - Dĩ Thi Tha
32
Trang 30A_ <địa chỉ bit>
CD <tín counter > Khai bâo tín đếm tiến
theo sườn lín
A_ <địa chỉ bit >
CU_<tĩn counter > Khai bâo tín đếm lùi
theo sườn lín
A_ <địa chỉ bit >
L C#<hang số >
Š_ <tín counter >
Khai bâo tín hiệu đặt
trước
A <dia chi bit >
R_ <tĩn counter > Khai bâo tín hiệu xô
doc nội dung thanh ghi T-Word
L <tĩn counter > đọc số đếm tức thời dang
binary
LC <tín counter> đọc thời gian trễ tứ thời
dạng BCD
Sinh viín thực hiện:Nguyễn Hoăng Son - Dĩ Thi Tha
Trang 31Chương III: GIỚI THIỆU VĂ LĂM VIỆC VỚI PHẦN MỀM
STEP 7
L Giới thiệu chung về phần mĩm Step7
Step 7 lă một phần mềm hỗ trợ:
e Khai bĩo cấu hình cứng cho một trạm PLC thuộc họ Simatic S7 —
300
e_ Xđy dựng cấu hình mạng gồm nhiều tram PLC S7 - 300 cũng như thủ tục truyền thơng giữa chúng
e© Soạn thảo vă căi đặt chương trình điều khiển cho một hoặc nhiều
trạm
e_ Quan sât việc thực hiện chương trình điểu khiển một trạm PLC vă gỡ rối chương trình
Ngoăi ra Step7 cịn có cả một thư viện đầy đủ với câc hăm chuẩn
hữu ích, phần trợ giúp Online rất mạnh có khẩ năng trả lời mọi cđu hỏi
của người sử dụng về câch sử dụng Step7, về cú phâp lệnh trong lập
trình, về xđy dựng cấu hình cứng của một trạm cũng như của một mạng
gồm nhiều trạm PLC
II Căi đặt Step7 vă chọn chế độ lăm việc 2.1 Căi Đặt Step7
1 Chuyển bản quyền:
Bản quyển của Step7 nằm trong một đĩa mềm riíng Trong q trình căi đặt, trín măn hình sẽ xuất hiện cửa sổ yíu cầu chuyển bản quyển sang ổ đích (mặc định lă C:\ ) có dạng như sau:
34
Trang 32STEP Z7 Professional Setup: Ôuthorization Ixị
The SIMATIC packages can only be started with a valid authorization (copy protection) No valid authorization was found on your computer
If you want to carry out the authorization now:
Insert the authorization diskette
Drive with authorization diskette: =
Click "Authorize."
If you want to carry out the authorization at a later date:
You can use the Authors program at any time >
Click "Skip" now Tĩn 6 dia
chifa dia ban
so | ee
Hinh3.1
Ta có thể chuyển bản quyển từ dia mĩm sang 6 C:\ ngay trong khi cai
đặt Step7 bằng câch cho đĩa bản quyền văo ổ A:\ rỗi 4n phim Authorize Ta
cũng có thể bỏ qua vă sẽ chuyển bản quyển sau văo lúc khâc bằng câch ấn phím Skip Trong trường hợp bỏ qua, thì sau năy lúc chuyển bản quyển, ta
phải sử dụng chương trình chuyển bản quyển có tín AuthorsW.EXE cũng có
trín đĩa bản quyền (version 4.2), hoặc có cùng trong đĩa CD với phần mềm Step7 gốc (version 5.0 vă 5.1)
đĩa mềm chứa bản quyền (Author disk) đê được bảo vệ cấm sao chĩp Cho dù bản quyền đê được chuyển từ đĩa mềm sang ổ cứng vă trín đĩa mềm khơng cịn bản quyển, nhưng nó vẫn lă một đĩa đặc biệt có chỗ chứa bản
quyền Bản quyển được sao chĩp sang ổ cứng vă sẽ nằm trong thư mục Ax nf
zz Nếu thư mục nay bi hong thi ta sẽ mất bản quyền Bởi vậy, mỗi khi muốn
căi đặt lại hệ thống hay don đẹp lại đĩa cứng thì trước đó phải rút bản quyền
ra khỏi ổ C:\ vă chuyển nó ngược về đĩa mềm Author cũng bằng chương trình AuthorsW.EXE
2 Khai bâo thiết bị đốt (ghi) EPROM:
Chương trình Step7 có khả năng đốt (ghi) chương trình ứng dụng lín thẻ
EPROM cho PLC Nếu mây tính PC của ta có thiết bị đốt EPROM thì cần phải thơng bâo cho Step7 biết khi trín măn hình xuất hiện cửa sổ
35
Trang 33Memory Card Parameter Ơssignment Ey
Khơng có thiết bị
đốt EPROM
© Irtemal programming devi
Thiết bị đốt © Extemal prommer Abthe connection fen *
EPROM rời bín
Ji Hash fle tor Mi:
tet | _eo_|
Hinh3.2
3 Chon giao diĩn PC/PLC:
Chương trình Step7 được căi trín PC hoặc PG để hỗ trợ việc soạn thảo cấu hình cứng cũng như chương trình cho PLC, tức lă sau đó toăn bộ những gì đê soạn thảo sẽ được dịch vă chuyển sang PLC Không những thế, Step7 còn tao kha nang quan sât việc thực hiện chương trình của PLC Muốn như vậy ta
cần phải có bộ giao diện ghĩp nối giữa PC với PLC để truyền thông tin, dữ
liệu Step7 có thể được ghĩp nối với PLC qua nhiều bộ giao diện khâc nhau
như qua thể MPI, qua bộ chuyển đổi PC/PPI, qua thĩ PROFIBUS (CP) „nhưng chúng phải được khai bâo sử dụng
Ngay sau khi Step7 vừa được căi đặt xong, trín măn hình xuất hiện cửa sổ thông bâo cho ta chọn câc bộ giao diện sẽ được sử dụng
36
Trang 34Installing/Uninstalling Interfaces Câc bộ giao || diện cớ thể cel ritastall chon dĩ cai dat Hinh 3.3
Muốn chọn bộ giao diện năo, ta đânh dấu bộ giao diện đó ở ơ cửa sổ
bín trâi rồi ấn phím Install Những bộ giao diện đê được chọn sẽ được ghi lại
văo ô phía phải Sau khi chọn xong câc bộ giao diện sử dụng, ta còn phải đặt tham số lăm việc cho những bộ giao diện đó bao gồm tốc độ truyền, cổng ghĩp nối với mây tính .Chẳng hạn khi đê chọn bộ giao diện PC Adapter ta phải đặt tham số lăm việc cho nó thơng qua cửa sổ măn hình:
Properties - PE AÔdapter(MPI] Cổng ghĩp nối với PC Tốc độ truyền
Trang 35Hình 3.4
2.2 Đặt tham số lăm việc
Sau khi căi đặt xong Step7, trín măn hình
(Desktop) sẽ xuất hiện biểu tượng (Icon) của nó SIMATIC như hình bín Đồng thời trong Menu của Window Manager
cũng có thư mục Simatic với tất cả câc tín của Biểu tượng của
những thănh phần liín quan, từ câc phần mềm trợ Step7
giúp đến câc phần mềm đặt cấu hình, chế độ lăm
việc của Step7
Khi vừa được căi đặt, Step7 có cấu hình mặc định về chế độ lăm
việc của Simatic, chẳng hạn như cú phâp câc lệnh lại được viết theo
tiếng Đức như JU được viết thănh SPA, JC thănh SPB, CAD thănh TAD, Muốn chuyển vĩ dang thông dụng quốc tế ta phải đặt lại cấu hình
Step7
Để lăm được việc năy, trước hết ta phải văo Step7 bằng câch nhấp đúp phím chuột trâi tại biểu tượng của nó Trín măn hình sẽ xuất
hiện cửa sổ chính của Step7 Chon tiếp
Option > Customize + Language > IEC rĩi 4n phim OK
38
Trang 36
Hình 3.5
Tất nhiín, bín cạnh việc chọn ngôn ngữ cho cú phâp lệnh ta còn có
thể sửa đổi nhiều chức năng khâc của Step7 như nơi sẽ chứa chương
trình trín đĩa cứng, những thanh ghi sẽ được hiển thị nội dung khi gỡ rối
chương trình ., song câc việc đó khơng ảnh hưởng quyết định tới việc sử
dụng Step7 theo thói quen của ta như ngôn ngữ cú phâp lệnh LII Soạn Thảo Một Project
“ ÔÔ
Trang 37Khâi niệm project trong Simatic không đơn thuần chỉ lă chương
trình ứng dụng mă rộng hơn bao gồm tất cẩ những gì liín quan đến việc
thiết kế phần mềm ứng dụng để điều khiển, giâm sât một hay nhiều
trạm PLC Theo khâi niệm như vậy, trong một ProJect sẽ có:
a Bảng cấu hình cứng về tất cả câc module của từng trạm PLC
b Bảng tham số xâc định chế độ lăm việc cho từng module của mỗi
tram PLC
c Câc logic block chứa chương trình ứng dụng của từng trạm PLC
d Cấu hình ghĩp nối vă truyền thông giữa câc trạm PLC
e Câc măn hình giao diện phục vụ việc giâm sât toăn bộ mạng hoặc
giâm sât từng trạm PLC của mạng 3.1 Khai bâo vă mở rộng một Project
Để khai bâo một Project, từ măn hình chính của Step7 ta chọn Eile -› New hoặc kích chuột tại biĩu tugng “New Project/Libarary”
\ SIMATIC Manager - |jn| xị
File PLC View Options Window Help Khai bâo một Project nl<lš?|| 4 | »2|
Mở một Project đê cớ—————
Press F1 to get Help ⁄
Hình3.6
Khi đó trín măn hình sẽ xuất hiện hộp thoại như hình dưới Gõ tín Project rồi ấn OK vă như vậy ta đê khai bâo xong một Project mới Ngoăi ra ta cịn có thể chọn nơi Project sẽ được cất trín đĩa Mặc định, nơi cất sẽ lă thư mục đê được quy định khi căi đặt Step7, ở đđy lă thư mục C:\siemens\step7\s7proJ
40
Trang 38Trong trường hợp muốn mở một Project đê có, ta chọn File-›Open
hoặc kích chuột tại biểu tượng “Open Project/Libarary” từ cửa sổ chính của Step7 rồi chọn tín Project muốn mở từ hộp thoại có dạng như ở hình
dưới Cuối cùng ấn phím OK để kết thúc 3.2 Xđy dựng cấu hình cứng cho trạm PLC
Sau khi khai bâo xong một Project mới, trín măn hình sẽ xuất hiện Project đó nhưng ở dạng rỗng (chưa có gì trong Project), điều năy ta
nhận biết được qua biểu tượng thư mục bín cạnh tín Project giống như một thư mục rỗng của Window
Tiếp theo ta xđy dựng cấu hình cứng cho một trạm PLC Điều năy lă khơng bắt buộc, ta có thể không cần khai bâo cấu hình cứng cho trạm
mă đi ngay văo phần chương trình ứng dụng Ta nín xđy dựng cấu hình cứng cho một trạm PLC trước vì khi có cấu hình trong Project, lúc bật
nguồn PLC, hệ điều hănh của S7-300 bao giờ cũng đi kiểm tra câc
module hiện có trong trạm, so sânh với cấu hình mă ta xđy dựng vă nếu
phât hiện thấy sự không đồng nhất sẽ phât ngay tín hiệu bâo lỗi hoặc
thiếu module chứ không cần phải đợi tới khi thực hiện chương trình ứng dụng
Trước hết ta khai bâo cấu hình cứng cho một trạm PLC với Simatic
S7—300 bằng câch văo Insert—› Station —¬ Simatic 300 station
Trường hợp không muốn khai bâo cấu hình cứng mă đi ngay văo chương trình ứng dụng ta có thể chọn thẳng Insert-› Program-› S7 Program Động tâc năy sẽ hữu ích cho những trường hợp một trạm PLC
có nhiều phiín bản chương trình ứng dụng khâc nhau
Sau khi khai bâo một trạm (Chỉn một station), thư mục Project chuyển sang dạng không rỗng với thư mục con trong nó có tín mặc định
lă Simatic 300 (1) Tất nhiín ta có thể đổi lai tín mặc định năy Thư
mục Simatic 300 (1) chứa tệp thông tin về cấu hình cứng của trạm
41
Trang 39
WY Station Edit Insert PLC View Options Window Help - 16) x!
D|ls-|s |S:| øj Sole) ulin) ft 3| x2|
PP ra cj| Butượngdaghrduc Í969 [Staessở =
2 ŒU #14 cdc module [catabg) PROFIBUS-PA + 13 SM smatic 30 st aac Bảng | « “| tị 0n 3C] ŒU-3t0 3 Bi @200 đănh et eG a0 myc St Mode „|0 [r.|w |t |a_ 1 ]N F302 GES? 2 1 EU 314 6E S7) 2 3 4 —]N DIEVDOEDCZ21/70 5A lees? ö —l6 5 Ệ 7 8 3 10
Press iF] toget Hole,
Hinh3.7
Để văo măn hình khai bâo cấu hình cứng, ta nhấp chuột văo biểu
tượng Hardware Trong hộp thoại hiện ra, ta khai bâo thanh ray (rack)
vă câc module có trín thanh ray đó Hình dưới lă bảng khai bâo cấu
hình phần cứng cho trạm PLC
Step7 giúp việc khai bâo cấu hình được đơn giản nhờ bảng danh mục câc module của nó Muốn đưa module năo văo bắng cấu hình ta chi
cần đânh dấu slot nơi module sẽ đưa văo rồi nhấp đúp tại tín của
module đó trong bảng danh mục câc module kỉm theo
3.3 Đặt tham số quy định chế độ lăm việc cho module
Với bảng cấu hình cứng phần mềm Step7 cũng xâc định luôn cho ta địa chỉ từng module Ngoăi ra, Step7 còn hỗ trợ việc đặt tham số quy định chế độ lăm việc cho từng module
Chẳng hạn Step7 có thể hỗ trợ việc tích cực ngắt theo thời điểm cho module CPU để module năy phât một tín hiệu ngắt gọi khối OB10 một lần văo lúc 10:30 ngăy 10/3/2003 Để lăm được điều năy ta nhấp đúp
chuột lín tín của module CPU ở slot 2 rồi chọn ơ Time-Of-Day
Interupt, trín măn hình sẽ xuất hiện một hộp thoại Điển thời điểm, tần
42
Trang 40xuất phât tín hiệu ngắt rồi đânh dấu tích cực chế độ ngắt văo câc ô tương ứng trong hộp thoại Cuối cùng ấn phím OK
Properties - CPU 314 - (RO/S2) x)
General | Startup | Cycle/Clock Memory | Retentive Memory | Interrupts
Time-of-Day Interrupts | Cyclic Interrupt | Diagnostics/Clock | Protection | Communication
ws : ‘ 5 PI pattition
Priority Active Execution Start date Time df day [0=none]
0B [2 M [Evewmnue x| [10.03.03 [030 fo
B11: [P ¡¡ BEm =} fororss [mm fo Thời điểm
0012 ƑP |R@umwe lImmsr [an fp phât tín
obia fe T [None ENnirrrmnnmrr fp hiệu ngắt
0B14 |2 Ƒ |N „| |J@L0134 Jơ0p00 Jo
we Tín hiệu
opis: 2 [ [Na oS oc 94 |0000 fo ;
ngắt được
opis: [2 [ [None = Ji - Joo:00 |o „
phât một 0B17: J2 FT [None x| [010134 L00 fo ` lan Tích cực ¬ tín hiệu ngắt Cancel | Help | Hinh 3.8
Cũng trong hộp thoại ta thấy module CPU 314 chỉ cho phĩp sử dụng OBI0 trong số câc module OB10# OB17 với mức ưu tiín lă 2 để chứa
chương trình xử lý tín hiệu ngắt theo thời điểm
Câc chế độ lăm việc khâc của module CPU cũng được quy định nhờ
Step7 Ví dụ để sửa đổi thời gian vòng quĩt cực đại cho phĩp từ giâ trị
mặc định I50ms thănh 100ms, ta chọn Cycle/Clock memory trong hộp thoại rồi sửa nội dung ô Scan time thănh 100ms
Hoăn toăn tương tự ta cũng có thể sử dụng Step7 để quy định chế độ lăm việc cho câc module mở rộng khâc, như xâc định chế độ lăm
43