Sau khi học xong, sinh viên có khả năng: – Biết cách kết nối thiết bị vào PLC. – Thiết kế, lựa chọn thiết bị và lập trình điều khiển dùng PLC S7-200, 300 – Sử dụng phần mềm WINCC tạo giao diện điều khiển, giám sát hoạt động của hệ thống
10/10/14 1 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC (30 tiết) GV: Bùi Thúc Minh buithucminh@gmail.com Bộ môn: Điện công nghiệp ĐẠI HỌC NHA TRANG NHA TRANG 2014 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 Mục tiêu • Sau khi học xong, sinh viên có khả năng: – Biết cách kết nối thiết bị vào PLC. – Thiết kế, lựa chọn thiết bị và lập trình điều khiển dùng PLC S7-200, 300 – Sử dụng phần mềm WINCC tạo giao diện điều khiển, giám sát hoạt động của hệ thống 10/10/14 2 NỘI DUNG Phần 1 Simatic S7-300 Chương 1. Tổng quan về Simatic S7-300 Chương 2. Tập lệnh của S7-300 Phần 2 WinCC Phần 3 Bài tập ứng dụng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 4 ĐÁNH GIÁ (Thang điểm 10) • Bài tập, kiểm tra & báo cáo: 50% tổng điểm • Thi kết thúc môn: 50% tổng điểm • Hình thức thi: viết (không dùng tài liệu) • Thời gian: 60 phút 10/10/14 3 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 5 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Simatic S7-300 Điều khiển hệ thống, Trung tâm Việt-Đức [2] Điều khiển lập trình 2, ĐHNT 2011 [3] SIMATIC, Ladder Logic (LAD) for S7-300 and S7-400 Programming, Reference Manual [4] SIMATIC, Working with STEP 7 [5] Trần Thu Hà, Lập trình với S7&WINCC, NXB Hồng Đức 2008 [6] Internet ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 6 Nhắc lại lưu đồ • Ký hiệu 10/10/14 4 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 7 Chương 1. Tổng quan về Simatic S7-300 1. Các module của PLC S7-300 2. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ 3. Vòng quét chương trình. 4. Những khối OB đặc biệt 5. Ngôn ngữ lập trình của S7-300 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 8 Chương 1. Tổng quan về Simatic S7-300 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control), là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình. • S7-300 là PLC cỡ vừa của hãng Siemens 10/10/14 5 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 9 1. Các module của PLC S7-300 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 10 1. Các module của PLC S7-300 (tt) • Module CPU • Module mở rộng – Các module mở rộng được chia thành 5 loại chính: - PS (Power Supply): module nguồn nuôi: có 3 loại 2A, 5A, 10A. - SM (Signal module): module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra bao gồm - IM (Interface module): module ghép nối. - FM (Function module): module có chức năng điều khiển riêng - CP (Communication module): module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính 10/10/14 6 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 11 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 12 Hình ảnh một số module 10/10/14 7 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 13 Mặt trước của PLC S7-300 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 14 Đèn báo chế độ hoạt động 10/10/14 8 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 15 Đèn báo các trạng thái hoạt động của PLC ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 16 2. KIỂU DỮ LIỆU VÀ PHÂN CHIA BỘ NHỚ • Một chương trình ứng dụng trong S7-300 có thể sử dụng các kiểu dữ liệu sau: - BOOL: với dung lượng một bit có giá trị 0 hoặc 1. Đây là kiểu dữ liệu cho biến hai trị. – BYTE: dung lượng 8 bit, thường dùng biểu diễn số nguyên dương từ 0 đến 255, mã BCD của số thập phân 2 chữ số, mã ASCII của ký tự,… – WORD: dung lượng 2 byte, biểu diễn số nguyên dương từ 0 đến 65535. 10/10/14 9 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 17 2. KIỂU DỮ LIỆU VÀ PHÂN CHIA BỘ NHỚ – INT: dung lượng 2 byte, biểu diễn số nguyên từ -32768 đến 32767. – DINT: dung lượng 4 byte, biểu diễn số nguyên từ -2147483648 đến 2147483647. – REAL: dung lượng 4 byte, biểu diễn số thực có dấu phẩy. – S5T (hay S5TIME): khoảng thời gian, được tính theo giờ/phút/giây/mili 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) ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 18 Cấu trúc bộ nhớ của CPU • Vùng chương trình ứng dụng • Vùng hệ thống: chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng • Vùng chứa các khối dữ liệu 10/10/14 10 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 19 Cấu trúc bộ nhớ của CPU • Vùng chương trình ứng dụng – OB (Organisation block): miền chứa chương trình tổ chức. – 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. – FB (Function block): miền chứa chương trình con, được tổ chức thành hàm và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một khối chương trình nào khác. Các dữ liệu này phải được xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (DB - data block). ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 20 Cấu trúc bộ nhớ của CPU • Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng: được chia thành 7 miền khác nhau: – I (Process image input): miền bộ đệm các dữ liệu của cổng vào số. – Q (Process image output): miền bộ đệm các dữ liệu của cổng ra số. – M: miền các biến cờ. (tham số) – T: miền nhớ phục vụ các bộ thời gian. – C: miền nhớ phục vụ bộ đếm. – PI: miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự. – PQ: miền địa chỉ cổng ra của các module tương tự. [...]... 49 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Choosing the right Timer 50 25 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1 S_PULSE (Pulse S5 Timer) ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 51 52 26 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH • Example 53 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 S_PEXT (Extended Pulse S5 Timer) 54 27 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 10/10/14 55 56 28 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 3 S_ODT (On-Delay S5 Timer) ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 57 58 29 ĐIỀU KHIỂN... ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 10/10/14 59 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 4 S_ODTS (Retentive On-Delay S5 Timer) 60 30 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 10/10/14 61 62 31 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 5 S_OFFDT (Off-Delay S5 Timer) ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 63 64 32 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 10/10/14 65 6 Pulse Timer Coil 66 33 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 6 Pulse Timer Coil 67 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 7... tiên SET ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH RS Flip Flop 44 22 10/10/14 Ưu tiên RESET ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH SR Flip Flop 45 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Các lệnh tiếp điểm đặc biệt 46 23 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Ví dụ • Viết chương trình điều khiển như sau: Hệ thống gồm 1 nút nhấn và một bóng đèn Yêu cầu: Nhấn lần lẻ thì đèn sáng, lần chẵn đèn tắt ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 47 TIMER 48 24 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Overview... chương trình 22 11 10/10/14 4 Cấu trúc chương trình ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH • Lập trình tuyến tính • Lập trình có cấu trúc 23 4 Cấu trúc chương trình ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH • Lập trình tuyến tính – Toàn bộ chương trình điều khiển nằm trong một khối trong bộ nhớ Loại điển hình cấu trúc tuyến tính này phù hợp với những bài toán phù hợp nhỏ, không phức tạp 24 12 10/10/14 Cấu trúc chương trình ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH... nhớ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 39 40 20 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Một số nhóm lệnh • • • • • • • • • Nhóm lệnh tiếp điểm Các lệnh ghi/xóa cho tiếp điểm Các lệnh tiếp điểm đặc biệt Lệnh Timer Lệnh đếm Các lệnh so sánh Các lệnh dịch chuyển Các lệnh có chức năng biến đổi Các lệnh có chức năng toán học 41 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Nhóm lệnh tiếp điểm 42 21 10/10/14 Các lệnh ghi/xóa cho tiếp điểm ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH... được liên kết với nhau bằng các lệnh gọi khối, chuyển khối 26 13 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 10/10/14 27 Những khối OB đặc biệt 28 14 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Ngôn ngữ lập trình của S7-300 • Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement list) Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính Một chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi... 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 6 Pulse Timer Coil 67 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 7 Extended Pulse Timer Coil 68 34 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 7 Extended Pulse Timer Coil 69 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 8 On-Delay Timer Coil 70 35 10/10/14 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 8 On-Delay Timer Coil 71 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 9 Retentive On-Delay Timer Coil 72 36 ... những người quen thiết kế mạch điều khiển logic • Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu là FBD (Function block diagram) Đây cũng là ngôn ngữ đồ họa dành cho người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số 29 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH Ngôn ngữ lập trình của S7-300 LAD STL FBD 30 15 10/10/14 Cấu trúc lệnh và trạng thái kết quả ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH • Toán hạng là địa chỉ – Địa chỉ trong bộ nhớ PLC S7-300 gồm 2 phần: phần... nhớ của CPU ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH • Vùng chứa các khối dữ liệu: được chia thành 2 loại: – DB (Data block): miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối Kích thước cũng như số lượng khối do người sử dụng quy định phù hợp với từng bài toán điều khiển – L (Local data block): miền dữ liệu cục bộ, được các khối chương trình OB, FC, FB tổ chức và sử dụng cho các biến tạm thời 21 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 3 Vòng... KHIỂN LẬP TRÌNH • Lập trình có cấu trúc – Chương trình (CT) được chia thành những phần nhỏ với từng nhiệm vụ riêng và các phần này nằm trong những khối chương trình khác nhau – Loại cấu trúc này phù hợp với những bài toán điều khiển nhiều nhiệm vụ và phức tạp 25 Cấu trúc chương trình – Loại khối OB (Organization block): khối tổ chức quản lý CT điều khiển – Loại khối FC khối chương trình với những chức . VÀ PHÂN CHIA BỘ NHỚ – INT: dung lượng 2 byte, biểu diễn số nguyên từ - 327 68 đến 327 67. – DINT: dung lượng 4 byte, biểu diễn số nguyên từ -21 47483648 đến 21 47483647. – REAL: dung lượng 4 byte,. KHIỂN LẬP TRÌNH 22 3. Vòng quét chương trình 10/10/14 12 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 23 4. Cấu trúc chương trình • Lập trình tuyến tính • Lập trình có cấu trúc ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 24 4. Cấu trúc chương. dương từ 0 đến 25 5, mã BCD của số thập phân 2 chữ số, mã ASCII của ký tự,… – WORD: dung lượng 2 byte, biểu diễn số nguyên dương từ 0 đến 65535. 10/10/14 9 ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 17 2. KIỂU DỮ LIỆU