Giáo trình máy PLC

Bi 1: Tổng quan cấu trúc phần cứng PLC S7 200 PLC S7-200: a Thế PLC S7-200: PLC (Programmable Logic Controller) hệ vi xử lý chuyên dụng nhằm mục tiêu điều khiển tự động tổ hợp thiết bị điện trình sản xuất công nghiệp Lập trình mềm dẻo Phối ghép đơn giản thuận tiện hệ thống điều khiển hệ thống động lực Với dòng PLC S7 - 200, SIEMEN có họ CPU sau: + Họ 21x: 212, 214, 216, 218 Với họ CPU có nhiều nhợc điểm không phù hợp với hệ thống điều khiển đại nên đợc sử dụng + Họ 22x: 222, 224, 226, 228 Đây dòng CPU đợc sử dụng nhiều tốc độ xử lý cao, kết cấu linh hoạt, hỗ trợ truyền thông mạnh, có cấp bảo vệ chịu đợc môi trờng công nghiệp nh rung, bụi, nhiễu từ trờng b Cấu trúc phần cứng vòng quét PLC: * Thành phần hệ thống S7-200 Micro PLC: - Một CPU S7-200 + CPU (Đơn vị xử lý trung tâm) Tốc độ tính toán, xử lý thông tin Khả quản lý Module mở rộng Khả quản lý nhớ Khả kết nối mạng http://www.ebook.edu.vn + Bộ nhớ (ROM, RAM, EEPROM) Lu giữ trạng thái biến vào Lu giữ kết chơng trình tính, kết trung gian Lu giữ chơng trình điều khiển, hệ điều hành - Một máy tính cá nhân (PC) - Phần mềm STEP-7 Micro/Win32: dùng để lập trình chơng trình điều khiển cho PLC - Cáp truyền thông: dùng để truyền thông từ PLC đến máy tính đến PLC khác (cáp PC/PPI, cáp MPI, card truyền thông CP5611) * Chu kì vòng quét PLC: CPU S7.200 đợc thiết kế để thực chuỗi công việc, lặp lặp lại Việc thực cách có chu kì đợc gọi chu kì vòng quét Mỗi vòng quét PLC từ 3ms - 10ms, tuỳ thuộc vào số lợng nh kiểu lệnh viết chơng trình Trong chu kì vòng quét, CPU thực nhiệm vụ sau: - Đọc liệu đầu vào - Thực thi chơng trình - Xử lí yêu cầu truyền thông - Tự chuẩn đoán lỗi http://www.ebook.edu.vn - Xuất kết đầu a) Đọc liệu đầu vào: Mỗi chu kì quét bắt đầu việc đọc trạng thái vật lý (Input) đầu vào số sau ghi trạng thái tới vùng nhớ đệm đầu vào IR (IR - Input Register) b) Thực thi chơng trình: CPU đọc liệu từ IR, (thực chơng trình phần mềm), CPU thực chơng trình, bắt đầu với câu lệnh câu lệnh sau chu kì vòng quét, kết đợc lu lại vùng nhớ thích hợp đệm ảo đầu (OR - Output Register) a) b) c) d) e) c) Xử lý yêu cầu truyền thông (option): Nếu có yêu cầu truyền thông CPU xử lí tất thông báo đợc nhận từ cổng truyền thông Bên cạnh CPU kiểm tra chơng trình sở nhớ chơng trình (chỉ chế độ RUN) d) Tự chẩn đoán lỗi: CPU kiểm tra lỗi hệ điều hành ROM, vùng nhớ trạng thái làm việc module mở rộng http://www.ebook.edu.vn Các thông số kỹ thuật PLC S7- 200 (loại 22x): - Bộ nhớ: + Chơng trình: từ 32 đến 64Kb tuỳ theo loại CPU + Dữ liệu: từ 16Kb đến 40Kb tuỳ theo loại CPU CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226 Số I/O số có sẵn CPU 6IN/4OUT 8IN/6OUT 14IN/10OUT 24IN/16OUT Số module tối đa ghép nối Không có module module module 128IN 128IN 128IN 128IN 128OUT 128OUT 128OUT 128OUT 16IN 32IN 32IN 16OUT 32OUT 32OUT 256/256 256/256 256/256 Số lợng I/O số tối đa Số lợng I/O Analog tối đa Không có Các Counter/ Timer 256/256 * Các thông số khác CPU 221 Mô tả CPU 222 CPU 224 CPU 226 CPU 226XM Bộ nhớ chơng trình Kwords Kwords Kwords Kwords Kwords Bộ nhớ liệu Kwords Kwords 2.5 Kwords 2.5 Kwords Kwords Đầu vào liệu số I0.0 to I15.7 I0.0 to I15.7 I0.0 to I15.7 I0.0 to I15.7 I0.0 to I15.7 Đầu số Q0.0 to Q15.7 Q0.0 to Q15.7 Q0.0 to Q15.7 Q0.0 to Q15.7 Q0.0 to Q15.7 Đầu vào tơng tự (read only) AIW0 to AIW30 AIW0 to AIW62 AIW0 to AIW62 AIW0 to AIW62 Đầu tơng tự (write only) AQW0 to AQW30 AQW0 to AQW62 AQW0 to AQW62 AQW0 to AQW62 Vùng nhớ (V) VB0 to VB2047 VB0 to VB2047 VB0 to VB5119 VB0 to VB5119 VB0 to VB10239 Vùng nhớ (L) LB0 to LB63 LB0 to LB63 LB0 to LB63 LB0 to LB63 LB0 to LB63 Bit nhớ (M) M0.0 to M31.7 M0.0 to M31.7 M0.0 to M31.7 M0.0 to M31.7 M0.0 to M31.7 Vùng nhớ (SM) SM0.0 to SM179.7 SM0.0 to SM299.7 SM0.0 to SM549.7 SM0.0 to SM549.7 SM0.0 to SM549.7 SM0.0 to SM29.7 SM0.0 to SM29.7 SM0.0 to SM29.7 SM0.0 to SM29.7 SM0.0 to SM29.7 256 (T0 to T255) 256 (T0 to T255) 256 (T0 to T255) 256 (T0 to T255) 256 (T0 to T255) T0, T64 T0, T64 T0, T64 T0, T64 T0, T64 T1 to T4, and T1 to T4, and T1 to T4, and T1 to T4, and T1 to T4, and T65 to T68 T65 to T68 T65 to T68 T65 to T68 T65 to T68 T5 to T31, and T5 to T31, and T5 to T31, and T5 to T31, and T5 to T31, and T69 to T95 T69 to T95 T69 to T95 T69 to T95 T69 to T95 ms T32, T96 T32, T96 T32, T96 T32, T96 T32, T96 10 ms T33 to T36, and T33 to T36, and T33 to T36, and T33 to T36, and T33 to T36, and T97 to T100 T97 to T100 T97 to T100 T97 to T100 T97 to T100 Read only Rơ le thời gian Rơ le thời gian có nhớ ms 10 ms 100 ms Rơ le Tgian On/Off http://www.ebook.edu.vn T37 to T63, and T37 to T63, and T37 to T63, and T37 to T63, and T37 to T63, and T101 to T255 T101 to T255 T101 to T255 T101 to T255 T101 to T255 Bộ đếm C0 to C255 C0 to C255 C0 to C255 C0 to C255 C0 to C255 Bộ đếm tốc độ cao HC0, HC3, HC4, HC0, HC3, HC4, HC0 to HC5 HC0 to HC5 HC0 to HC5 and HC5 and HC5 Vùng nhớ trạng thái (S) S0.0 to S31.7 S0.0 to S31.7 S0.0 to S31.7 S0.0 to S31.7 S0.0 to S31.7 Vùng nhớ ghi tổng AC0 to AC3 AC0 to AC3 AC0 to AC3 AC0 to AC3 AC0 to AC3 Khả quản lý Labels to 255 to 255 to 255 to 255 to 255 Chơng trình to 63 to 63 to 63 to 63 to 127 Khả mở rộng chơng trình to 127 to 127 to 127 to 127 to 127 100 ms ngắt Cấu hình vào S7-200 CPU224 AC/DC/Relay http://www.ebook.edu.vn Bi 2: Giới thiệu phần mềm lập trình cho PLC S7-200 STEP 7-MicroWIN 32 V3.2 Phần mềm STEP7- MicroWIN32: a Giao diện phần mềm: mt h thng PLC cú th thc hin c mt quỏ trỡnh iu khin no ú thỡ bn thõn nú phi bit c nú cn phi lm gỡ v lm nh th no Vic truyn thụng tin v h thng vớ d nh quy trỡnh hot ng cng nh cỏc yờu cu kốm theo cho PLC ngi ta gi l lp trỡnh V cú th lp trỡnh c cho PLC thỡ cn phi cú s giao tip gia ngi v PLC Vic giao tip ny phi thụng qua mt phn mm gi l phn mm lp trỡnh Mi mt loi PLC hoc mt h PLC khỏc cng cú nhng phn mm lp trỡnh khỏc i vi PLC S7-200, SIEMEN ó xõy dng mt phn mm cú th lp trỡnh cho h PLC loi ny Phn mm ny cú tờn l STEP7- MicroWIN32 õy l mt phn mm chy trờn nn Windows 32bit, tri qua nhiu phiờn bn khỏc Ti liu ny trung núi v STEP7- MicroWIN32 version 3.2 Ngoi vic phc v lp trỡnh cho PLC S7-200, phn mm ny cũn cú rt nhiu cỏc tớnh nng khỏc nh cỏc cụng c g ri, kim tra li, h tr nhiu cỏch lp trỡnh vi cỏc ngụn ng khỏc Phn mm ny cng ó c xõy dng mt phn tr giỳp (Help) cú th núi l rt y , chi tit v tin dng Ngi dựng cú th tra cu cỏc v PLC S7-200 mt cỏch rt nhanh chúng, rừ rng v d hiu cú th thc hin phn mm lp trỡnh STEP7- MicroWIN32 ta cú cỏch: Cỏch 1: Vo Start Simatic STEP7- MicroWIN32 V3.2.0 STEP7- MicroWIN32 Cỏch 2: Chy thụng qua biu tng trờn Desktop http://www.ebook.edu.vn M, to mi, lu mt CT iu khin Down load/Upload Cụng c kt ni cỏc lnh Nỳt thay i trng thỏi lm vic ca PLC Nỳt kim tra trng thỏi ca chng trỡnh Cỏc chc nng Vựng son tho chng trỡnh Cỏc hm, lnh b Một số thành phần quan trọng: - Program Block: Khi click chut vo nỳt ny ta s tr v c vựng son tho chng trỡnh vựng ny ta cú th thờm bt cỏc u vo/ra, cỏc bin, cỏc lnh, hm thc hin chng trỡnh iu khin - Communications cách kiểm tra kết nối với PLC S7-200: õy ta cú th thay i cỏch m mỏy tớnh truyn thụng vi PLC S7-200 (PPI, MPI, tc truyn) hoc kim tra cú hay khụng s truyn thụng gia mỏy tớnh v PLC S7-200 (kim tra s cú mt ca PLC hay khụng) - Symbol Table: Click chut vo õy, ta s c mt bng m ú ta cú th nh ngha cỏc tờn bin v t a ch tng ng cho cỏc bin ú cú th http://www.ebook.edu.vn d nh v d kim tra.Cỏc bin ny cú th l cỏc u vo/ra, cỏc bin trung gian - Khi hm, lnh: õy l mt nhng thnh phn quan trng nht ca STEP7- MicroWIN32 Nú bao gm ton b cỏc lnh v hm ca STEP7- Micro WIN32 cú th to c mt chng trỡnh iu khin cho PLC S7-200 Ngi dựng cú th tỡm thy cỏc lnh hoc hm mỡnh cn da trờn cỏc nhúm cú cựng chc nng m STEP7MicroWIN32 ó phõn loi sn Trong ú thng dựng nht l cỏc khi: + Bit Logic: bao gm cỏc lnh lm vic vi bit v thc hin cỏc phộp toỏn logic nh AND, OR, NOT + Timer: õy l lnh lm vic vi cỏc loi timer ca S7-200 + Counter: õy l lnh lm vic vi cỏc loi timer ca S7-200 + Move: cỏc lnh dựng di chuyn d liu t vựng nh ny sang vựng nh khỏc ca PLC + Interger Math, Floating-Point Math: nhúm lnh lm vic vi s nguyờn 16bit, 32bit v s thc Nhúm lnh ny thc hin cỏc phộp toỏn s hc nh +, -, ì, ữ + Compare: bao gm cỏc lnh dựng so sỏnh d liu nh >, [...]... ngữ lập trình và đa xuống PLC cũng rất quan trọng ở đây ngời lập trình cũng phải tuân thủ những quy định của nhà sản xuất về việc lập trình cho loại PLC S7-200 của họ dẫn đến một số hạn chế nhất định trong việc thể hiện thuật toán Và đôi khi cũng phải điều chỉnh lại thuật toán cho phù hợp với loại PLC mà mình đang có e Bớc 5: Chạy thử chơng trình và kiểm tra lỗi Sau khi đã hoàn thiện chơng trình điều... lệnh của chơng trình sẽ nằm trong các chơng trình làm những nhiệm vụ riêng biệt gọi là các chơng trình con Khi có yêu cầu từ hệ thống, chơng trình chính sẽ gọi chơng trình con làm nhiệm vụ liên quan và cho phép thực hiện để thực hiện việc điều khiển Việc tổ chức chơng trình dạng này nó khắc phục đợc hoàn toàn những hạn chế không mong muốn mà dạng tuyến tính đa lại khi xây dựng những chơng trình điều khiển... vào hệ thống và cấu hình PLC hoặc hệ PLC mà chúng ta định viết chơng trình điều khiển Và việc gán địa chỉ cho các I/O của hệ thống phải tuân thủ những quy định của nhà cung cấp PLC c Bớc 3: Lập giản đồ thời gian hoặc lu đồ thuật toán điều khiển Đối với những hệ điều khiển tơng đối lớn và phức tạp thì bớc này rất quan trọng cho việc lập trình về sau này Nó sẽ giúp cho ngời lập trình phân tích hệ thống... chơng trình xuống PLC để chạy thử Việc chạy thử này nếu có thể thực hiện trên hệ thống thực tế là tốt nhất còn nếu không có thể chạy thử trên các phần mềm mô phỏng hoặc một hệ thống đợc xây dựng để mô phỏng lại hệ thống cần điều khiển Từ việc kiểm tra các đáp ứng của hệ thống sau khi chạy thử thì ngời lập trình có thể kiểm tra lại toàn bộ thuật toán mà mình đã xây dựng từ đó chỉnh sửa lai chơng trình. .. c Bớc 3: Lập giản đồ thời gian hoặc lu đồ thuật toán điều khiển I0.1 Nỳt n M I0.0 RN hoc nỳt dng Q0.0 u ra CTT K 0 t d Bớc 4: Viết chơng trình điều khiển e Bớc 5: Chạy thử chơng trình và kiểm tra lỗi - Kiểm tra các lỗi của chơng trình viết xong bằng cách: + Chọn PLC \ Compile hoặc Compile All + Hoặc dùng biểu tợng trên thanh công cụ - Download chạy thử bằng cách: + Chn File ặ Download Hoặc download... của chúng và từ đó sẽ cụ thể hoá đợc phơng án điều khiển trên chơng trình cho PLC http://www.ebook.edu.vn 11 Còn đối với những hệ thống nhỏ không có quá nhiều các I/O thì ngời ta có thể xây dựng giản đồ thời gian tơng ứng cho từng I/O nằm trong tổng thể thứ tự và thời gian tác động của toàn bộ I/O của hệ thống d Bớc 4: Viết chơng trình điều khiển Từ những gì đã có từ việc phân tích hệ thống và xây... Việc tổ chức chơng trình dạng này nó khắc phục đợc hoàn toàn những hạn chế không mong muốn mà dạng tuyến tính đa lại khi xây dựng những chơng trình điều khiển phức tạp 2 Các bớc để lập trình một chơng trình điều khiển cho PLC S7-200 a Bớc 1: Phân tích yêu cầu công nghệ + Phân tích các yêu cầu chung của hệ thống (tức là xác định thành phần nào cần điều khiển, yêu cầu về thời gian, độ chính xác) + Phân... thun 0 1 Q0.1 u ra ngc 0 0(t) t d Viết chơng trình điều khiển http://www.ebook.edu.vn 15 e Chạy thử, kiểm tra lỗi: + Các lỗi về cú pháp: nh thiếu liên kết, viết sai dạng địa chỉ, các đầu ra quá nhiều trong một network mà không có sự liên kết + Các lỗi về chơng trình: thiếu duy trì, thiếu các điền kiện để có thể điều khiển đúng theo yêu cầu II Viết chơng trình điều khiển khởi động ĐCXC 3 pha bằng phơng... Kết nối đợc các thiết bị phần cứng tới PLC S7-200 điểu khiển trung tâm - Vận hành đợc toàn bộ hệ thống - Nâng cao khả năng t duy logic và thích ứng đợc với một hệ thống điểu khiển dùng PLC II Nội dung: 1 Nguyên lý hoạt động: - Nguyên lý chung của một hệ thống xử lý nớc - Nguyên lý hoạt động của mô hình 2 Các thiết bị phần cứng và cách kết nối: a, Phần cứng: - PLC S7-200 - Các động cơ - Cảm biến mức... - Các khởi động từ - Các nút ấn - Các đầu nối dây b, Cách kết nối - Kết nối tới các đầu vào và ra của PLC S7-200 - Kết nối tới các thiết bị chấp hành và cảm biến 3 Giới thiệu chơng trình điều khiển: http://www.ebook.edu.vn 24 - Phân tích yêu cầu công nghệ - Lu đồ thuật toán - Symbol table - Chơng trình điều khiển http://www.ebook.edu.vn 25 Bi 5: Giới thiệu những mô hình trong phòng thí nghiệm I Mục ... kết chơng trình tính, kết trung gian Lu giữ chơng trình điều khiển, hệ điều hành - Một máy tính cá nhân (PC) - Phần mềm STEP-7 Micro/Win32: dùng để lập trình chơng trình điều khiển cho PLC - Cáp... theo cho PLC ngi ta gi l lp trỡnh V cú th lp trỡnh c cho PLC thỡ cn phi cú s giao tip gia ngi v PLC Vic giao tip ny phi thụng qua mt phn mm gi l phn mm lp trỡnh Mi mt loi PLC hoc mt h PLC khỏc... http://www.ebook.edu.vn 10 - Dạng có cấu trúc: Các lệnh chơng trình nằm chơng trình làm nhiệm vụ riêng biệt gọi chơng trình Khi có yêu cầu từ hệ thống, chơng trình gọi chơng trình làm nhiệm vụ liên quan cho phép thực