Đồ án: Tìm hiểuThiết kế cánh tay Robot Sử dụng PLC S7 200

MỤC LỤC 1 Giới thiệu bộ thí nghiệm PLC S7200 4 1.1 Module nguồn 4 1.2 Module CPU 5 1.3 Module vào ra tương tự 6 1.4 Cáp kết nối máy tính 7 2 Cấu trúc chung của bộ khả trình PLC S7 200 7 2.1 Thông số kỹ thuật về các loại CPU của S7 200 7 2.2 Hình dạng bên ngoài và bố trí đầu vào ra trên CPU 8 2.2.1 Hình dạng bên ngoài 8 2.2.2 Đèn báo trên CPU 9 2.2.3 Cổng truyền thông 10 2.2.4 Pin và nguồn nuôi 10 2.2.5 Download chương trình 10 2.3 Cấu trúc và phân chia bộ nhớ 10 2.4 Thực hiện chương trình 11 2.5 Cấu trúc chương trình trong S7 200 12 3 Ngôn ngữ lập trình cho PLC S7 200 13 3.1 Phần mềm viết chương trình 13 3.2 Phương pháp lập trình 17 3.3 Hệ lệnh của S7 200 19 3.3.1 Toán hạng và giới hạn cho phép 19 3.3.2 Hệ lệnh của S7 200 20

Trường Đại học công nghiệp hà nội Khoa Điện Tử Đồ án Tìm hiểu-Thiết kế cánh tay Robot Sử dụng PLC S7 200 Giảng viên hướng dẫn: Th.s BÙI THỊ THU HÀ Sinh viên thực Sinh viên lớp : Phùng viết Kiên Nguyễn văn Huyến Nguyễn thị Huyền : LT TC-ĐH ĐT1_K3 Hà Nội, tháng 04-2012 MỤC LỤC Giới thiệu thí nghiệm PLC S7-200 1.1 Module nguồn 1.2 Module CPU 1.3 Module vào tương tự .6 1.4 Cáp kết nối máy tính Cấu trúc chung khả trình PLC S7 200 .7 2.1 Thông số kỹ thuật loại CPU S7 200 2.2 Hình dạng bên bố trí đầu vào CPU 2.2.1 Hình dạng bên 2.2.2 Đèn báo CPU 2.2.3 Cổng truyền thông 10 2.2.4 Pin nguồn nuôi 10 2.2.5 Download chương trình 10 2.3 Cấu trúc phân chia nhớ 10 2.4 Thực chương trình 11 2.5 Cấu trúc chương trình S7 200 12 Ngôn ngữ lập trình cho PLC S7 200 13 3.1 Phần mềm viết chương trình .13 3.2 Phương pháp lập trình .17 3.3 Hệ lệnh S7 200 19 3.3.1 Toán hạng giới hạn cho phép 19 3.3.2 Hệ lệnh S7 200 20 Giới thiệu thí nghiệm PLC S7-200 Bộ PLC S7-200 tích hợp sẵn jack cấp nguồn tiêu chuẩn EC, có in hình dẫn chìm mặt module đảm bảo tính thẩm mỹ tuổi thọ thiết bị Bộ thí nghiệm thiết kế cho phép nguời sử dụng kết nối với thiết bị bên tín hiệu cảm biến, nút bấm, contactor, role … qua jack cắm 4mm chống giật Bộ thí nghiệm bao gồm thành phần sau: - Module nguồn - Module CPU - Module vào tương tự - Cáp MPI dùng cho kết nối máy tính 1.1 Module nguồn DE-500  Thông số kỹ thuật: - Có chế độ bảo vệ ngắn mạch, tải - 01 cầu chì bảo vệ ngắn mạch - 01 công tắc nguồn liền đèn báo Bộ nguồn + Dòng định mức: 5A + Số lượng: 01 Đồng hồ đo điện áp DC + Dải hiển thị: - 30VDC + Kiểu thị: Kim + Góc hiển thị: 120 độ + Kích thước mặt: 50 x 50 mm DB 25 Ð?c DB 25 Cái Module CPU DB 25 Cái 1.2  Thông số kỹ thuật: - Điện áp hoạt động: 24VDC - Loại CPU: 224 - Khả mở rộng truyền thông ProfibusDP: Có - Số cổng vào đếm tốc độ cao: cổng, tần số tối đa 30kHz - Loại Jack cắm: 4mm chống giật tiêu chuẩn EC - Các thiết bị phụ trợ + Công tắc trạng thái: + Công tắc logic trạng thái không tự trì:4 + Đèn báo trạng thái logic dạng Led mầu xanh: 10 loại phi 6mm + Loại Jack cắm mm chống giật tiêu chuẩn EC: + Cổng thí nghiệm đếm: cổng  Các đầu vào module: - POWER: Nguồn cung cấp 24VDC - INPUTS: Zắc lấy tín hiệu đầu vào từ 12 ~ 24VDC/4mA + I0.0 ~ I0.3 đầu vào sử dụng công tắc gạt nhả lấy tín hiệu từ COM + I0.4 ~ I1.1 đầu vào sử dụng công tắc gạt giữ lấy tín hiệu từ COM + I1.2 ~ I1.5 đầu vào trực tiếp - OUTPUTS: Zắc lấy tín hiệu đầu 24VDC/0.3A Có 10 zắc từ Q0.0 ~ Q1.1 - Có cáp kết nối: + INPUTS: Cáp kết nối tín hiệu vào + OUTPUTS: Cáp kết nối tín hiệu + EMC: Cáp kết nối module vào tương tự DB 25 Ð?c Module vào tương tự DB 25 Cái DB 25 Ð?c 1.3  Thông số kỹ thuật: - Điện áp hoạt động +24VDC - Số đầu vào (AI): 04 đầu - Số đầu (AO): 01 đầu - Kiểu đầu vào: đầu vào áp – 10VDC - Kiểu đầu ra: đầu áp – 10VDC đầu dòng – 20mA - Độ phân giải ADC, DAC: 12 bits - 01 đầu tín hiệu áp điều chỉnh được: ~ 24VDC - 01 đầu tín hiệu dạng dòng điều chỉnh được: ~ 20mA - Đồng hồ đo dòng: 01 loại thị kim - Đồng hồ đo áp: 01 loại thị kim - Góc hiển thị đồng hồ: 120 độ - Kích thước mặt đồng hồ: 50 x 50 mm  Các đầu vào module: - ANALOG INPUTS: Zắc lấy tín hiệu vào analog ~ 10VDC ~ 20 mA - ANALOG OUTPUTS: Zắc lấy tín hiệu analog analog ~ 10VDC ~ 20 mA - VDC: Đồng hồ hiển thị điện áp - ADJ: Biến trở điều chỉnh điện áp ~24VDC - ADC: Đồng hồ hiển thị dòng điện - ADJ: Biến trở điều chỉnh dòng ~20mA 1.4 Cáp kết nối máy tính  Thông số kỹ thuật: - Tốc độ truyền thông: 9600bps tới 34800 bps - Tương thích phần cứng: PLC S7- 200 - Tương thích phần mềm: MincroWin - Chiều dài cáp nối: 3m - Chuẩn kết nối máy tính: RS232- cổng COM Cấu trúc chung khả trình PLC S7 200 2.1 Thông số kỹ thuật loại CPU S7 200 Một số loại CPU S7 200 Đặc trưng CPU 221 Bộ nhớ Bộ nhớ chương trình 2048 Words Dữ liệu 1024 Words Lưu trữ data EEPROM Pin lưu trữ 50h IN/ OUT I/O có sẵn 6/4 Module mở rộng No Thông tin khác Tốc độ thực phép 0.37us toán logic Bộ đếm/Bộ timer 256/256 Phép toán với số Có nguyên (+ - * /) Phép toán với số thực Có (+ - * /) Các tính đăc biệt Ngăt truyền thông 1T/2R Ngăt thời gian (1-255ms) Ngăt đầu vào Đồng hồ thời gian thực Có Truyền thông Số cổng (RS 845) Giao thức truyền thông PPI, DP/T, FreePort CPU 222 CPU 224 CPU 226 2048 Words 1024 Words EEPROM 50h 4096 Words 2560 Words EEPROM 190 h 4096 Words 2560 Words EEPROM 190 h 8/6 14/10 24/16 0.37us 0.37us 0.22us 256/256 Có 256/256 Có 256/256 Có Có Có Có 1T/2R (1-255ms) Có 1T/2R (1-255ms) Có 2T/4R (1-255ms) Có PPI, DP/T, FreePort PPI, DP/T, FreePort PPI, DP/T, FreePort 2.2 Hình dạng bên bố trí đầu vào CPU 2.2.1 Hình dạng bên • Hình dạng thực tế PLC S7 200 • Cách bố trí đầu vào CPU 224 1M 1L+ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M 2L+ 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1 SF/DIAG RUN STOP OUTPUTS M L+ CPU 224 DC/DC/DC RS 485 INPUTS 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+ - Khi cấp nguồn vào chân nguồn PLC (chân M L+ phía đầu ra) Sơ đồ đấu nối CPU 224 với loại DC/DC AC/DC thân CPU cung cấp cho ta nguồn 24VDC chuẩn phía đầu vào (chân M, L+), nguồn dùng để nuôi cảm biến ta nguồn đầu vào Sơ đồ đấu nối cho CPU 224 DC/DC AC/DC 2.2.2 Đèn báo CPU - SF (System fault) : bật lên PLC có lỗi - RUN : PLC chế độ làm việc, thực chương trình nạp máy - STOP: Đèn báo dừng - Ix.x : Đèn thị trạng thái bit đầu vào Giá trị đèn ứng với giá trị logic - Qx.x : Đèn thị trạng thái bit đầu Giá trị đèn ứng với giá trị logic 2.2.3 Cổng truyền thông - Tuỳ vào loại CPU hoạt động mà chúng có số cổng truyền thông khác - S7 200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 với phích cắm chân để kết nối với thiết bị lập trình với PLC khác - Tốc độ truyền nối chuẩn PPI 9600 - Kết nối với thiết bị lập trình sử dụng cáp MPI - Nối S7 200 với máy tính qua cổng RS 232 cần có thiết bị chuyển đổi RS232/RS485 2.2.4 Pin nguồn nuôi Được sử dụng để ghi chương trình nạp chương trình Nguồn nuôi sử dụng để lưu giữ liệu, nguồn nuôi bị có pin dự phòng để lưu liệu Dung lượng pin dự phòng phụ thuộc vào loại CPU 2.2.5 Download chương trình Để thực download chương trình vào PLC thông qua cáp PC/PPI cần thực số thao tác sau: Nhấn vào Communication để chọn thông số cho trình download Trên cáp PPI cần thực thiết lập thông số truyền thông cáp: Trong đó: Các bit 123 Kbaud 110 115.2 111 57.6 000 38.4 001 19.2 010 9.6 4.8 011 2.4 100 1.2 101 Bit dùng cho dự phòng Bit : 1: PPI (M Master) 0: PPI (Freeport) Bit : 1: Remote/ DTE 0: Local / DCE Bit : 1: 10 bit 0: 11 bit 2.3 Cấu trúc phân chia nhớ Bộ nhớ S7 200 chia làm phần với tụ có nhiệm vụ trì liệu thời gian nguồn Bộ nhớ có tính động cao có khả đọc ghi toàn vùng, trừ vùng nhớ đặc biệt SM có số bit đọc Sơ đồ cấu trúc nhớ S7 200 10 Hệ lệnh thực với toán hạng dạng : B, W, DW, R Các kiểu so sánh rõ lệnh: = =, >=, , < găn x* Trong STL hệ lệnh so sánh cho kết lưu vào bit nếp Vd: LDW [...]... con, vy nờn cỏch lp trỡnh ny ớt c ng dng hn cỏch lp trỡnh cú cu trỳc 12 3 3.1 Ngụn ng lp trỡnh cho PLC S7 200 Phn mm vit chng trỡnh Siemens cung cp mt phn mm chuyờn vit cho PLC S7 200 ú l phn mm MicroWin: Giao din ca phn mm: Trờn õy cú tt c cỏc cụng c cho phộp ta lm lp trỡnh vi tt c cỏc tớnh nng ca PLC S7 200 Cỏc khi chc nng c th: Thanh cụng c: cung cp cho ngi lp trỡnh cỏc cụng c thao tỏc khi lp trỡnh... tiờn ca PLC, cỏc vũng quột sau S M0.1=0 (ng dng gỏn mt ln cỏc giỏ tr) - SM0.4 (Clock 60s): to xung vi chu ký 1 phỳt (30s ON v 30s Off) - SM0.5 (Clock 1s) : to xung vi chu ký 1s (0.5s ON v 0.5s Off) - SM0.6 (Clock Scan): Bng 1 trong vũng quột ny v bng 0 trong vũng quột ngay sau ú v ngc li 2.4 Thc hin chng trỡnh Chng trỡnh trong PLC S7 200 c thc hin theo vũng lp ( vũng quột) Trong mt vũng quột PLC phi... cng vo ra Trong chng trỡnh nu s dng chng trỡnh x lý ngt, chng trỡnh x lý ngt s c thc hin ti bt c im no trong chng trỡnh nu nh tớn hiu bỏo ngt tng ng ca nú c bt 2.5 Cu trỳc chng trỡnh trong S7 200 Chng trỡnh trong S7 200 bao gm chng trỡnh chớnh, chng trỡnh con, v chng trỡnh x lý ngt Cỏc chng trỡnh ny c vit trờn cỏc module riờng bit (trong cựng mt Project) Chng trỡnh con v chng trỡnh x lý ngt c gi trong... by h lnh ca S7 200 di dng LAD H lnh di dng ny luụn cú th chuyn sang dang STL bng cỏch:View STL t ú ta cú th xem cỏc lnh tng ng ca STL so vi LAD * Ngn xp lu tr giỏ tr bit (ch cú tỏc dng khi lp trỡnh trờn ngụn ng STL) - Ngn xp bao gm 9 bit - Bit mi c a vo ngn xp c t ngay u ngn xp, cỏc bit c b y xung mt ụ, bit cui cựng b y ra ngoi v mt i - Ngn xp lm vic theo nguyờn tc LIFO Tp lnh ca S7 200 chia ra lm... trong mt vũng quột ( Scan) - Trong mt vũng quột PLC s thc hin 4 giai on : c d liu t cng vo a vo b m o, Thc hin chng trỡnh, Kim tra li vo truyn thụng, a d liu ra t b m o ra cng ra Bn giai on ny s c lp li trong vũng quột tip theo 17 Gủi dữ liệu ra cổng ra Đọc dữ liệu từ cổng vào Kiểm tra lỗi và truyền thông Thực hiện chuơng trình - Ngụn ng lp trỡnh trong S7 200 ch yu s dng hai loi ngụn ng l Ladder logic... tỏc dng: 14 - Program Block: Khi lp trỡnh, cho phộp ngi s dng lp trỡnh trờn ú Symbol Table: t tờn hỡnh thc cho cỏc bin trong vựng nh ca PLC, cú tỏc dng gi nh khi vit chng trỡnh C th: - Status Chart: Khi cho phộp ta theo dừi giỏ tr ca tt c cỏc bin trong vựng nh ca PLC m ta s dng trong chng trỡnh ụng thi ta cú th cho cỏc bin giỏ tr mi (khụng k nhng bin dng Read Only) theo dừi hot ng ca chng trỡnh -... - Tp cỏc lnh khi thc hin khụng ph thuc vo giỏ tr ca bit trong ngn xp - Tp lnh ch thc hin khi giỏ tr ca bit u tiờn trong ngn xp cú giỏ tr 1 18 - Tp lnh nhón ỏnh du v trớ trong chng trỡnh 3.3 H lnh ca S7 200 3.3.1 Toỏn hng v gii hn cho phộp * Vựng d liu ca mi dng toỏn hng: - Bit : bao gm hai giỏ tr : hoc 0 hoc 1 - Byte: bng 8 bit Cha cỏc s nguyờn nm trong khong 0 ờn 255 ( 28-1) - Word (2 Bytes): cha... 58 0-3 0-62 0-62 0 - 10236 0 - 12 0 - 12 0 - 28 SMD SD LD AC HC 0 - 176 0 - 28 0 - 56 0-3 0-5 0 - 296 0 - 28 0 - 56 0-3 0-5 0 - 546 0 - 28 0 - 56 0-3 0-5 0 - 546 0 - 28 0 - 56 0-3 0-5 3.3.2 H lnh ca S7 200 A S lc v i s Boolean i s Boolean cho phộp ta lm vic vi cỏc phộp toỏn logic Cỏc phộp toỏn logic thụng dng trong i s Boolean l : AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR Khi lm vic vi cỏc phộp toỏn logic ta cú... cỏc loi Timer khỏc TONR cn cú thờm tớn hiu Reset a ton b Timer v giỏ tr ban u Cỏc khi Timer c ly ra trong khi qun lý Project: E H lnh iu khin Counter Counter cú tỏc dng m sn xung ca tớn hiu u vo Trong S7 200 cú hai loi Counter : B m tin (CTU) v b m tin/lựi (CTD) Thanh ghi C_Word ghi giỏ tr m tc thi ca Timer v luụn c so sỏnh vi giỏ tr t trc PV C_bit l bit c dựng ch ra kt qu so sỏnh gia giỏ tr m tc thi... k nhng bin dng Read Only) theo dừi hot ng ca chng trỡnh - - Data Block: cỏc hng s trong chng trỡnh nu nh ta khụng mun gỏn giỏ tr trc tip trong chng trỡnh ta cú th gỏn giỏ tr ca nú vo cỏc vựng nh cua PLC trong khi ny Chỳ ý khi gỏn giỏ tr ta phi trỏnh cỏc vựng nh ó c s dng, nu khụng s lm sai thut toỏn 15 - System Block: Cho phộp thit lp cu hỡnh cho CPU - Cross Reference: Cho phộp ta bit c v trớ ca tt