Tổng quan về lập trình PLC PANASONIC

Tổng quan về lập trình PLC PANASONIC

Trang 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ PLC FP-X

CỦA PANASONIC

I GIỚI THIỆU VỀ PLC FP-X

1 Đặc trưng:

§ FP-X là một dòng PLC của Panasonic với các đặc tính sau:

§ Là loại PLC dùng cho các ứng dụng thông thường và thích hợp cho các công việc điều khiển vừa phải

§ Có thể được kết nối trực tiếp tới máy tính lập trình với cổng USB

§ Dòng PLC này có các chức năng bảo vệ chống lại việc sao chép chương trình

§ Hỗ trợ việc điều khiển với tín hiệu analog

§ Có kèm theo các chức năng tự chọn tùy thuộc vào ứng dụng của người dùng như:

ü Cassettes: điều khiển vị trí với bộ đếm tốc độ cao và bộ phát xung

ü Cassettes: bao gồm các cổng hỗ trợ giao tiếp

ü Cassettes: có chức năng đồng hồ thời gian thực

§ Thông số kỹ thuật: 32k bộ nhớ lập trình, tốc độ xử lý lệnh là 0,32 uS, max

382 I/O

Nguồn cung cấp

Bảng C1 1 Đặc tính nguồn cung cấp cho PLC

Trang 2

2 Các đầu vào/ra của FP-X

a Đầu vào/ra dạng Relay:

Các PLC FP-X loại C14R, C30R và C60R có cấu tạo đầu vào/ ra dạng Relay:

§ Đầu vào dạng Relay có cấu tạo như sau:

Hình C1.I.2.a.1 : Cấu tạo đầu vào dạng Relay

§ Đầu ra dạng Relay có cấu tạo như sau:

Hình C1.I.2.a.2 : Cấu tạo đầu ra dạng Relay

b Đầu vào/ra dạng Transistor:

§ Đầu vào dạng Transistor (NPN/ PNP) có cấu tạo như sau:

Hình C1.I.2.b.1 : Cấu tạo đầu vào dạng Transistor

§ Đầu ra dạng Transistor NPN có cấu tạo như sau:

Hình C1.I.2.b.2: Cấu tạo đầu ra dạng Transistor NPN

§ Đầu ra dạng Transistor NPN có cấu tạo như sau:

Hình C1.I.2.b.3 : Cấu tạo đầu ra dạng Transistor PNP

Tùy vào từng chủng loại của FP-X mà số lượng đầu vào/ra trên mỗi CPU khác nhau Tên của CPU cho biết một số thông số kỹ thuật của nó:

VD: FP-X C30T: có tất cả 30 đầu vào/ra và đầu ra dạng Transistor NPN

FP-X C60P: có tất cả 60 đầu vào/ra và đầu ra dạng Transistor PNP FP-X C30R: có tất cả 30 đầu vào/ra và đầu ra dạng Relay

FP-X C30PD: có tất cả 30 đầu vào/ra, đầu ra dạng Transistor PNP và nguồn cung cấp là DC 24V

3 Cách kết nối ngõ vào/ ra

a Loại Relay

§ PLC FP-X C30R:

Hình C1.I.3.a.1 : Chi tiết kết nối cho PLC FP-X C30R

Hình C1.I.3.a.2 : Chi tiết kết nối cho PLC FP-X C60R

§ Liên kết giữa đầu ra và đầu COM của PLC FP-X C60R

Y16 tới Y19 C5

b Loại Transistor

§ PLC FP-X C30T:

Liên kết giữa đầu ra và đầu COM

Hình C1.I.3.b.1 : Chi tiết kết nối cho PLC FP-X C30T

§ PLC FP-X C30P:

Hình C1.I.3.b.2: Chi tiết kết nối cho PLC FP-X C30P

4 Kết nối giữa PLC và máy tính cá nhân

a Giao tiếp qua cổng USB

Một máy tính cá nhân có thể kết nối trực tiếp qua cổng USB

Trang 6

Hình C1.I.4.a.1 : Giao tiếp qua cổng USB

b Giao tiếp qua Tool Port

Máy tính cá nhân cũng có thể giao tiếp trực tiếp với PLC qua cổng giao tiếp Tool Port

Hình C1.I.4.b.1 : Giao tiếp qua Tool Port

c Giao tiếp loại 1 : N

§ Sử dụng 1 kênh loại RS485 / RS422 loại giao tiếp Cassette

§ Sử dụng 1 kênh loại RS485 và 1 kênh loại RS232C

Hình C1.I.4.b.1 : Giao tiếp 1 : N

II CÁC LOẠI TIẾP ĐIỂM TRONG PLC FP-X

Trong FP-X ta có thể sử dụng các loại tiếp điểm (Relay) sau :

§ External input Relay ( các tiếp điểm đầu vào) – X

§ External output Relay (các tiếp điểm đầu ra) – Y

§ Internal Relay (các tiếp điểm phụ) – R

§ Timer/Counter (các tiếp điểm của Counter và Timer) – T/C

§ Link Relay (các tiếp điểm dùng cho việc liên kết mạng PLC)

1 Các tiếp điểm đầu vào

Hình C1.II.1.1 : Trạng thái tác động tiếp điểm đầu vào của PLC FP-X

Đây là loại tiếp điểm (Relay) phản ánh trạng thái của tín hiệu được kết nối đến ngõ vào của PLC

Tín hiệu này có thể là từ một cảm biến quang, công tắc hành trình, v v

Lưu ý khi sử dụng loại tiếp điểm này:

§ Các tiếp điểm không được cung cấp địa chỉ vật lý trên PLC thì không thể được sử dụng như một tiếp điểm đầu vào

§ Trạng thái của các tiếp điểm này được quyết định bởi tín hiệu bên ngoài mà không chịu sự điều khiển của chương trình bên trong PLC

§ Có thể sử dụng các tiếp điểm đầu vào với số lần không hạn chế trong một chương trình

Các tiếp điểm đầu vào được bắt đầu với ký hiệu: Xnnn và theo sau “nnn” là địa chỉ của tiếp điểm

2 Các tiếp điểm đầu ra

Tiếp điểm (Relay) đầu ra là các tiếp điểm mang kết quả của chương trình, các phép toán, các câu lệnh, v.v Các tín hiệu này được dùng để điều khiển một tải hoặc thiết bị ngoại vi bên ngoài như một van từ solenoid, màn hình hiển thị hoặc một động cơ, v v

Lưu ý khi sử dụng:

§ Các tiếp điểm đầu ra không được cung cấp địa chỉ vật lý trên PLC có thể được sử dụng như các tiếp điểm phụ (tuy nhiên lúc này nó không thể sử dụng như một tiếp điểm kiểu “giữ” được)

§ Khi sử dụng các tiếp điểm này với chức năng như một tiếp điểm phụ thì không hạn chế về số lần sử dụng của một tiếp điểm Tuy nhiên khi sử dụng nó như là đầu ra, là kết quả của các lệnh OUT, KP thì chỉ được sử dụng mỗi tiếp điểm một lần để tránh hiện tượng trùng đầu ra

Hình C1.II.3.1 : Tiếp điểm trung gian của PLC FP-X

§ Các tiếp điểm này bắt đầu với ký hiệu Ynnn và theo sau “nnn” là địa chỉ của

tiếp điểm

3 Các tiếp điểm phụ

Tiếp điểm phụ là các tiếp điểm mà hoạt động của nó chỉ nằm trong giới hạn của chương trình Điều này có nghĩa là trạng thái đóng/mở của chúng không thể được truyền ra ngoài hay điều khiển tải hoặc các thiết bị ngoại vi Tùy thuộc vào chương trình mà các tiếp điểm này có thể được điều khiển đóng/mở

Chú ý khi sử dụng:

§ Khi được sử dụng như một tiếp điểm thì không hạn chế số lần của một tiếp điểm phụ trong chương trình nhưng khi sử dụng như đầu ra của lệnh OUT, KP thì chỉ được sử dụng một lần cho mỗi tiếp điểm

§ Việc sử dụng trùng lắp đầu ra của lệnh OUT, KP có thể thực hiện được nếu

ta thiết lập lại thanh ghi hệ thống số 20

4 Các tiếp điểm của Couter và Timer

Hình C1.II.4.b.1 : Tiếp điểm Counter của PLC FP-X

Khi điều kiện thực thi lệnh Timer bị ngắt thì Timer sẽ tắt (OFF) và Timer sẽ bị Reset đồng thời tiếp điểm của Timer cũng tắt (OFF)

Hình C1.II.4.a.1 : Tiếp điểm Timer của PLC FP-X

§ Không được sử dụng nhiều lần một Counter như một đầu ra

5 Địa chỉ của các tiếp điểm

a Tiếp điểm đầu vào/ra và tiểm điểm phụ

Đối với các tiếp điểm đầu vào/ra (X/Y) và các tiếp điểm phụ R thì địa chỉ của chúng được xác định bởi hai phần như biểu diễn bên dưới:

Hình C1.II.5.a.1 : Cách quy định địa chỉ tiếp điểm vào/ra và tiếp điểm phụ

của PLC FP-X

Ví dụ : Địa chỉ của các tiếp điểm đầu vào như sau:

X0, X1, XF X10, X11, X1F X20, X21, X2F

X100, X101, X10F

b Tiếp điểm Timer và Couter

Các tiếp điểm của Counter và Timer được định địa chỉ bằng số thập phân như biểu diễn bên dưới

Hình C1.II.5.b.1 : Cách quy định địa chỉ tiếp điểm Timer và Couter

Hình C1.II.6.1 : Vị trí của các đầu vào/ra vật lý của PLC FP-X

Số lượng các I/O thay đổi theo từng loại PLC, bên dưới là bảng liệt kê số lượng đầu I/O của một số CPU thuộc dòng FP-X

III CÁC VÙNG NHỚ TRONG PLC FP-X

Đối với PLC dòng FP-X ta thường hay sử dụng các vùng nhớ sau:

§ Vùng nhớ chứa dữ liệu (Data register)

§ Vùng nhớ chứa dữ liệu đặc biệt (Special data register)

§ Các vùng nhớ WX, WY, WL

§ Vùng nhớ chứa dữ liệu liên kết (Link data register)

§ Vùng nhớ chứa giá trị đặt của Timer và Counter (Set value area for Timer/Counter)

§ Vùng nhớ chứa giá trị đếm của Timer và Counter (Elapsed value area for Timer/Counter)

1 Vùng nhớ dữ liệu DT

Đây là vùng nhớ được quản lý với các dữ liệu đơn vị định dạng kiểu word (16bit)

Vùng nhờ này dùng để chứa các dữ liệu như các dữ liệu số được định dạng với kiểu word (16bit)

Ví dụ: Ghi một dữ liệu hằng số vào vùng dữ liệu DTn bằng lệnh Move

Khi dữ liệu dạng double word (32bit) được lưu trong vùng này thì 2 word sẽ được sử dụng và chỉ số của word thấp sẽ là chỉ số địa chỉ của dữ liệu

Kiểu dữ liệu “nhớ” và “không nhớ” (hold and non-hold types)

Vùng nhớ dữ liệu chứa các dữ liệu ở hai kiểu khác nhau và hai kiểu dữ liệu này sẽ được quản lý khác nhau khi nguồn cung cấp bị ngắt hoặc khi PLC chuyển từ chế độ RUN sang PROG:

§ Loại dữ liệu “nhớ” sẽ giữ nội dung của chúng khi hoạt động hệ thống dừng

và chúng có thể tiếp tục có hiệu lực khi hệ thống hoạt động trở lại

§ Loại dữ liệu “không nhớ” sẽ bị xóa tất cả nội dung khi nguồn bị ngắt hoặc khi PLC chuyển từ chế độ RUN sang PROG

Việc quy định đâu là vùng dữ liệu được quản lý theo kiểu “nhớ” hoặc “không nhớ” có thể được thực hiện bởi người sử dụng bằng cách tác động vào thanh ghi hệ thống số 8

Ở chế độ mặc định thì địa chỉ của kiểu dữ liệu “nhớ” và “không nhớ” đối với FPX – C30:

2 Vùng nhớ dữ liệu đặc biệt

Vùng dữ liệu đặc biệt được sử dụng cho một số mục đích nhất định Đặc điểm của vùng này là bạn hầu như không thể ghi được dữ liệu vào bằng cách sử dụng các lệnh như F0 (MV-Move)

Địa chỉ của vùng nhớ đặc biệt của các CPU khác nhau tuy nhiên 3 chữ số cuối cùng của chúng là giống nhau

Chức năng chính của vùng nhớ này là:

§ Dùng thiết lập cho CPU và chỉ trạng thái hoạt động (DT9140/DT9254, DT9052?DT90052)

§ Chứa thông tin báo lỗi (DT9000/DT90000/DT9002, )

§ Chứa dữ liệu của clock/calendar

§ Chứa dữ liệu của bộ đếm tốc độ cao

3 Vùng nhớ WX, WY, WR và WL

Các tiếp điểm (X,Y, R, L) có thể được quản lý dưới dạng một khối dữ liệu 16bit Khi được quản lý dưới dạng word thì chúng có thể được sử dụng như một vùng nhớ dữ liệu Lúc này địa chỉ của vùng nhớ được chỉ định như biểu diễn bên dưới:

Các tiếp điểm xung (Pulse Relay) và tiếp điểm chỉ báo lỗi (E) không thể được quản lý dưới dạng word

Ví dụ về cách sử dụng các vùng nhớ WX, WY, WR, WL:

Ta có thể sử dụng WX để đọc tín hiệu số từ các công tắc hoặc bàn phím, WY có thể được sử dụng cho đầu ra điều khiển led 7 đoạn, WR có thể được sử dụng như một thanh ghi dịch và tất cả các tiếp điểm này đều có thể được quản lý dưới dạng 1 word

Chú ý: Khi được quản lý dưới dạng word cần chú ý rằng dữ liệu này sẽ thay đổi nếu có một bit nào đó trong word thay đổi trạng thái

4 Vùng nhớ chứa giá trị đặt trước của Timer/Couter

Giá trị đặt trước (Set value) của một Timer/Counter được lưu trữ trong vùng nhớ SV (set value) với địa chỉ chính là số thứ tự của Timer/Counter đó

Một số dạng thập phân sẽ được chứa trong vùng nhớ giành cho giá trị đặt của Timer/Counter khi chúng được sử dụng trong chương trình Vùng nhớ SV được quản lý theo word, 16 bit sẽ chứa một số dạng thập phân từ K0 à K32767

Trong suốt quá trình ở chế độ RUN thì giá trị đặt của Timer/Counter có thể được thay đổi bằng cách ghi vào vùng nhớ chứa giá trị đặt của chúng những giá trị mong muốn bằng các lệnh như F0 (MV) và giá trị này có thể được đọc hoặc ghi bằng các công cụ lập trình

Vùng nhớ chứa giá trị đếm tức thời của Timer/Counter

Hình C1.III.3.1 : Các vùng nhớ

Trong khi một Timer/Counter đang hoạt động, giá trị đếm tức thời của nó được lưu trữ trong một vùng nhớ EV có địa chỉ trùng với số thứ tự của Timer/Counter đang sử dụng

Khi giá trị chứa trong EV tiến tới bằng 0 thì tiếp điểm tương ứng của Timer/Counter này sẽ được bật (ON)

Vùng nhớ EV được quản lý theo đơn vị 1word, 16 bit dữ liệu sẽ lưu trữ một số thập phân từ K0 à K32767

Điểm khác biệt ở vùng dữ liệu này so với vùng SV đó là vùng EV không thể thay đổi trong khi Timer/Counter đang hoạt động

Đặc điểm vùng nhớ của PLC hãng Panasonic về cơ bản giống như các loại PLC khác nhưng

có thêm các thanh ghi có chức năng đặc biệt làm đặc trưng riêng cho sản phẩm

Chi tiết được giới thiệu cụ thể trong bảng 2.2

Trang 16

Trang 17

2.1.4 Các ngõ vào, ra tín hiệu (I/O)

PLC FP-X loại C30T có 16 ngõ vào (X0-XF) và 14 ngõ ra (Y0-YD) PLC FP-X cũng hỗ trợ

hai khe cắm cho hai cassettes (gồm nhiều mục đích khác nhau, được chia làm sáu loại từ

COM1 ÷ COM6 dùng cho truyền thông Modbus, RS232, RS485, các kênh analog,…)

Ngoài ra PLC còn cho phép mở rộng thêm tối đa 8 module I/O Địa chỉ các ngõ vào ra của

cassettes và module mở rộng được cho ở bảng 2.3

Ở vị trí cuối cùng của đường bus mở rộng các module (tức là phần bên phải của thanh rail)

cho phép kết nối duy nhất một module mở rộng FP0, mỗi module FP0 chỉ cho phép mở rộng

tối đa 3 module I/O Kết quả là tuỳ vào vị trí của FP0 mà 3 module I/O sẽ có địa chỉ khác

nhau Bảng 2.4 trình bày chi tiết về địa chỉ của 3 module này

Trang 18

2.1.5 Module mở rộng

Module mở rộng là một yêu cầu cần thiết của người sử dụng để tăng số lượng ngõ vào ra tín hiệu điều khiển, thực hiện một số chức năng chuyên biệt như: chuyển đổi số sang tương tự và ngược lại, thu thập dữ liệu từ các loại cảm biến, trợ giúp truyền thông, phát xung PWM, bộ đếm tốc độ cao,…

Có hai phương pháp để mở rộng module cho FP-X:

 Gắn trực tiếp các module mở rộng số ngõ vào ra của PLC hay sử dụng bộ tương thích FP0 thông qua cáp để kết nối các module analog và module đọc nhiệt độ từ TC FP-X cho phép

mở rộng tối đa 8 module vào ra và 7 module chuyên dụng nếu dùng FP0 Các module mở rộng phải được đặt trên cùng một thanh rail để các kết nối nguồn và truyền thông được đảm bảo liên tục

 Sử dụng các cassettes gắn trực tiếp vào PLC FP-X được thiết kế sẵn hai slot 1 và 2 để cho phép tối đa 2 cassettes được gắn vào Trước khi tháo lắp cassettes phải đảm bảo rằng PLC đã được tắt nguồn

Trang 19

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM FPWIN GR

I Đặc trưng và thống số kỹ thuật

1 Đặc trưng

FPWIN GR là một công cụ lập trình cho bộ điều khiển lập trình Matsushita Electric (PLC), nó chạy trên môi trường Windows ® Hoạt động dễ dàng và trực quan cho người dùng Windows ® FPWIN GR duy trì khả năng tương thích với các công cụ lập trình trước đó của Matsushita Electric, NPST-GR: nó có thể mở tập tin có chứa chương trình được tạo bởi các công cụ cũ để người sử dụng có thể tận dụng các nguồn

dữ liệu hiện có Ngoài việc lập trình PLC, người sử dụng có thể theo dõi chương trình chạy trên các PLC

FPWIN GR có các tính năng sau đây:

§ Hỗ trợ ba chế độ lập trình

ü Ladder symbol view (Trình bày biểu tượng dạng Ladder): Có thể sử

dụng các biểu tượng thang để tạo ra các chương trình Chương trình này được hiển thị bằng một biểu đồ Ladder trên màn hình Đây là cách lập trình dễ nhất cho các lập trình

viên còn thiếu kinh nghiệm

ü Boolean Ladder view (Trình bày dạng Boolean Ladder): Có thể sử dụng

toán tử Boolean để tạo ra các chương trình Chương trình này được hiển thị bằng một

biểu đồ Ladder trên màn hình

ü Boolean non-Ladder view (Trình bày dạng Boolean non-Ladder): Có thể

sử dụng toán tử Boolean để tạo ra các chương trình Chương trình này xuất hiện trong một danh sách toán tử Boolean được định dạng sẵn trên màn hình Đây là cách tốt nhất

nếu bạn quen lập trình với toán tử Boolean

§ Commenting (Chú thích)

Một mô tả ngắn gọn có thể được thêm vào mỗi tiếp điểm và lệnh ngõ ra Điều

này giúp người lập trình dễ dàng chỉnh sửa và quản lý các chương trình sau này

§ Searching (Tìm kiếm)

Người lập trình thể nhanh chóng tìm kiếm trong chương trình một tiếp điểm,

một thanh nghi, một câu lệnh