Khóa luận thiết kế mô hình thí nghiệm plc s7 1200 siemens

TRUONG CAO DANG CONG THUONG TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ LOI CAM ON Chung em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong khoa điện Trường Cao Đăng Công Thương Thành Phố Hồ Ch

Trang 1

TRUONG CAO DANG CONG THUONG TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

LOI CAM ON

Chung em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong khoa điện Trường Cao Đăng Công Thương Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các thấy cô trong bộ môn đã truyên thụ cho nhỏm chúng em những kiến thức quý bảu trong thời gian qua

Chúng em xin chân thành cảm ơn Thấy Nguyễn Việt Khoa, giảng viên Trường Cao Đăng Công Thương Thành Phố Hỗ Chí Minh đã tận tâm hưởng dẫn,cung cấp tài liệu và tạo mọi điêu kiện thuận lợi để nhóm có thể hoàn thành đồ án này

Trường Cao Đẳng Công Thương Thành Phố Hô Chỉ Minh

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GVHD:

Trang 3

NHAN XET CUA GVPB:

Trang 4

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án này là mốc quan trọng để kiểm tra nhận thức của sinh viên trong thời gian học tập và những kiến thức đã được giảng dạy ở trong trường Đồng thời nó còn đánh giá khả năng vận dụng lý thuyết để phân tích tông hợp và giải quyết các bải toán

trong thực tế khi làm đồ án sinh viên trao đổi, học hỏi trao dồi kiến thức

Nhận thức tầm quan trọng đó chúng em đã làm việc nghiêm túc vận dụng những kiến thức sẵn có của bản thân, những đóng góp ý kiến của bạn bẻ và đặc biệt là sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Việt Khoa và một số thầy cô giảng dạy trong khoa điện của Trường Cao Đẳng Công Thương TPHCM để hoàn thành đồ án này Trong quá trình thực hiện đề tài này cũng có nhiều sai sót hy vọng quý thây thông cam va

bỏ qua,chúng em xin chân thành cảm ơn quý thây

Trang 5

THIET KE MO HINH THI NGHIEM PLC S7-1200 SIEMENS

CHUONG 1: TONG QUAN

I HiINH ANH VATHANH PHAN MO HINH

Trang 6

Trang 7

- 1 PLC S7-1200, CPU 1212 AC/DC/RLY

- _ 7 relay trung gian , làm tiếp điểm nối

- _3 cầu đấu dây domino

- _ 2 cảm biến sợi quang

- ] day cap internet

Trang 8

I.GIỚI THIỆU PLC S7-1200

1 Giới thiệu chung về PLC S7-1200

1.1.Khái niệm chung PLC s7-1200

Nam 2009, Siemens ra dong sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200 So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:

-§7-1200 là một dòng của bộ điều khiến logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chỉ phí thấp, và một tập lệnh mạnh làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với Š7-

-Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phan mém nay da bao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI

1.2.Các module trong hệ PLC S7-1200

1.2.1 Giới thiệu về các module CPU

Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ chương trình khác nhau

PLC S7-1200 co cac loai sau:

Trang 9

Dc/DC/DC execution times for boolean

operations: 0.1 ps; integral l’Os: 6

DC/LAC/Hly analog inputs; expandable with up

to 3 communication modules and

1 signal board; digital inputs as

HSC with 100kKHz, 24 DC digital

outputs can be used as PTO or

PWM with 100kHz CPU 1212-CPU Compact CPU 1212C, 25 KB 1212C AC/DC/HIy integral PROGRAM / DATA

41Z12.CPU |/MEMORY, 1MB loading memory;

operations: 0.1 ps; integral l'Os: 8

1212-CPU Cs dfigital inputs, 6 digital outputs, 2

DC/DC/Rly analog inputs; ¢xpandable with up

to 3 communication modules, 2 signal modules and 1 signal board; digital inputs can be used

as HSC with 100kKHz and 24 DC digital outputs as PTO or PWM with 100kHz

CPU 1214 CPU Compact CPU 1214C, 50 KB

1214C C/DC/Rhy integral PROGRAM / DATA

21a CPU - MEMORY, 2MB loading memory; a PRR RS LSE LE +" E34 E

Ipc’ DG/DG operations: 0.1 is; Iintegral l/Os:

4214 CPU 14 dgial puts 10 digital

outputs, 2 analog inputs;

DC/DG/Hly expandable with up to 3

communication modules, 8 signal modules and 1 signal board;

digital inputs can be used as HSC

with 100kKHz and 24 DC Digital

outputs as PTO or PWM with 1DDkHz

Trang 10

Siqgnal Boards SH 1223 2x 24VDC 2 inputs, DC 24V, IEC type 1,

Digital / Analog inputs / 2 x current sinking; 2 transistor

24VDC outputs DC 24V,0.5 A, 5 WW; can outputs be used as additional HSC with

up to 30 KHz

SB 1232 1 analog 1 analog output, +10 V with 12

outputs bits or O to 20 mA with 11 bits

Cards tng dung:

-CPU tin hiệu để thích ứng với các ứng dụng

-Thêm điểm của kỹ thuật số I/O hoặc tương tự với CPU như các yêu cầu ứng dụng -Kích thước của CPU sẽ không thay đôi

SIMATIC 2 hAH MEMORY CARD for S7-1200

Trang 11

Digital outputss 5 to 250V, 2A, 30W DC / 200 W

AC

SM 1222 8x 24V DC 8 transistor outputs, DC 24V, 0.5

outputs A, 5 W

SM 1223 x 24V DC Sinputs, DC 24V, IEC type 1,

nputs / 8 x current sinking; 8 relay outputs, elay outputs DC 5 to 30V/ AC 5 to 250V, 2A,

30W DC / 200W AC

SM 1223 x 24V DC 8 mpuis, DCG 24V, IEC type 1,

nputs / 8 x current sinking; 8 transistor 4V DC outputs, DG 24V,0.5 A, 5W

utputs

SM 1221 x24V DC (|Sinputs, DC 24V, IEC type 1,

nputs current sinking

SM 1222 /|16 x relay 16 relay outputs, DC 5 to 30V /

outputs AG 5to 250V, 2A, 30 WDC/ 200

WAG

SM 1222 |16x24V DC (16 transistor outputs, DC 24V, 0.5

SM 1223 16 x 24V DC 16 inputs, DC 24V, IEC type 1,

inputs /16x (current sinking; 16 relay outputs, relay output DC 5to30V/ AC 5 to 250V, 2A,

30W DC / 200W AC

SM 1223 16 x 24V DC 16 inputs, DC 24V, IEC type 1,

inputs /16x (current sinking; 16 Transistor 24VDC outputs, DC 24V,0,5A, 5W outputs

1.2.3 Module xuất nhập tín hiệu tương tự

Signal Modules

Analog

SM 1234 x analog 4 analog inputs, +10 V, +5 V, +2.5

nputs / 2 x V, or Oto 20 mA, 12 bits + sign; 2

nalog analog outputs, +10 V at 14 bits or utputs Oto 20 mA at 13 bits

SM 1231 x analog 4 analog inputs +10 V, +5 V, +2.5

nputs V, or 0 to 20 mA 12 bits + sign

SM 1232 x analog 2 analog outputs, +10 V at 14 bits

Trang 12

2 Làm việc với phần mềm Tia Portal

2.1.Giới thiệu SUMA TIC STEP 7 Basic — tích hợp lập trình PLC yà HMI Step 7 basic hệ thông kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo Một hệ thông kỹ thuật mới

Thông minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật và câu hình mạng, lập trình, chân đoán và nhiều hơn nữa

Lợi ích với người dùng:

-Trực quan : dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động

-Hiệu quả : tốc độ về kỹ thuật

-Chức năng bảo vệ : Kiến trúc phân mềm tạo thành một cơ sở ôn định cho sự đổi mới trong tương lai

2.2.Kết nối qua giao thức TCP/IP

-Để lập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptop cần một kết nỗi TCP/IP

-Đề PC va SIMATIC S7-1200 có thể giao tiếp với nhau, điều quan trọng là các địa chỉ IP của cả hai thiết bị phải phù hợp với nhau

Trang 13

` Open existing project

@ Open existing project Recently used

Project Path Last change

e Create new project demo-db ? EALOP S7-1 200\Alarm_Winccflexibleldemo-db ¡ 5/24/2012

{ ! Migrate project

Poa @ Welcome Tour

Budc 3 :Nhap tén dy an vao Project name sau do nhan create

Create new project

Path: | E-ALUAN VAN TNifile_la p_trinh_luan_van_tot_nghiep_lan2 leva]

kề

b h Configure a device

Write PLC program

| ] Configure an HMI screen

Bước 5 : Chon add new device

Trang 14

Devices & ị "nan co

› [CPU 1211C DCiDCIDC

> [mb CPU 1211C DCIDCIRly + [fg CPU 1212C AC/DCiRly

Trang 15

Bước 7 : ProJect mới được hiện ra

Project Edit View Insert Online Options Tools Window Help Totally Integrated Automation

|| Devices | a Topology view lá Network view [IN Device view |

1

w_ ]Project+ S7-1200 rack

i Add new device

mm Devices & networks

» [@ Languages & resources

> [igh Online access

a Add new device 1 Path Description Errors Mứarnings Time |—

=

Common data 8 lan Documentation settings =

-Dinh nghia vung : Bang tag cua PLC

-Miéu ta : Tag PLC được đại diện bằng dấu ngoặc kép

Tag Local

-Phạm vi ứng dụng : giá trị chỉ được ứng dụng trong khối được khai báo, mô tả tương

tự có thê được sử dụng trong các khối khác nhau cho các mục đích khác nhau

-Ứng dụng : tham số của khối, dữ liệu static của khối, dữ liệu tạm thời

-Định nghĩa vùng : khối giao diện

-Miêu tả : Tag được đại điện băng dấu #

Sử dụng Tag trong hoạt động

Trang 16

-Layout : bảng tag PLC chứa các định nghĩa của các Tag và các hằng số có giá trị

trong CPU Một bảng tag của PLC được tự động tạo ra cho mỗi CPU được sử dụng

trong project

-Colum : mô tả biểu tượng có thể nhấp vào để di chuyển vào hệ thống hoặc có thể kéo nhả như một lệnh chương trình

-Name : chỉ được khai báo và sử dụng một lần trên CPU

-Data type : kiểu dữ liệu chỉ định cho các tag

-Address : dia chi cua tag

-Retain : khai báo cua tag sẽ được lưu trữ lại

-Commernt : comment miêu ta cua tag

Nhóm tag : tạo nhóm tag băng cách chọn add new tag table

%& Show all tags

i Add new tag table

5 Default tag table [13]

a Tag table_1 [0]

SL Tag table_2 [0]

' Ci) PLC data types

> [el Wetch and force tables Ixị

Tim va thay thé tag PLC

Trang 17

DCTDG/D 1

F Options fe

22) ° ix Ells =

Name Data type Address Retain Visible Acces Comment

«Add new> = G G ind: LLI

Đ) Down

oO Up

Repla th [si Properties |?4Info 4> | Languages & resources

Ngoài ra còn có một số chức năng sau:

-Lỗi tag

-Giam sat tag cua ple

-Hiện / ân biểu tượng

-D6i tên tag : Rename tag

-Đồi tên địa chỉ tag : Rewire tag

-Copy tag từ thư viện Global

3 Làm việc với một trạm PUC

3.1.Quy dinh dia chi IP cho module CPU

IP TOOL co thé thay déi IP address cha PLC $7-1200 bang 1 trong 2 cách

Phương pháp thích hợp được tự động xác định bởi trạng thái của địa chỉ IP đó :

-Gán một địa chỉ IP ban đầu : Nếu PLC S7-1200 không có địa chỉ IP, IP TOOL,

sử dụng các chức năng thiết lập chính để cấp phát một địa chỉ IP ban đầu cho PLC

Trang 18

Project Edit View Insert — Recor Tools Window Help - Totally Integrated Automation

S TRE swepoiet 8 X j7 X X)‡ + T3 5ì [HH BỊ IS BS coonine J coottine gp (RIB X J PORTAL

ats Devices & networks ie Eo > x

~ TẾ TT 2Ä EA E111 á|Ug) =| Blocktitle: “Main Program Sweep (Cycle}" ^F—

BY Device configuration 5 Comment %Ị

XY Online & diagnostics 5 :

~ [gf Program blocks v Network 1: nis

i Add new block Comment [=

Extended download to device x ||

Configured access nodes of “PLC_1"

PLC_1 CPU 1212C DCD PNIIE 192.168.0.1

ee

Type of the PG/PC interface: | @_ pile [~}

PG/PC interface: | - Generic Niarvell Yukon 88 ba | @ QC

Accessible devices in target subnet: (| Show all accessible devices Device Device type Type Address Target device

Ml General information about online mode

> General information on loadin:

Trang 19

A > Startmodules Start modules after downloading te device (4) stertall

| Finish | | Loac | cancel `

3.3.Giam sát và thực hiện chương trình

Để giám sát chương trình trên màn hình soạn thảo kích chọn Monitor trên thanh công cụ

Project Edit View Insert _— Options Tools Window Help - Totally Integrated Automation

a Add new device

ay Devices & networks

| Online & diagnostics x Network 1: [i

~ Lgl Program blocks Comment

i Add new block |

3 Main [OB 1] 30.0 %Q0.0 Ea

» [39 Technological objects “Tag_1* ng 2 Fy

> la External source files [¥] 100% fe] — Tÿ a

Hoặc cách 2 làm như hình dưới

TẠI Siemens - Project4

Project Edit View Insert Online Options Tools Window Help Totally Integrated Automation

FE seepriet SX eK OEM! SE BS coonine g# son: Ay INR x — L| PORTAL

i Acd new device ¬r|¬r-|== > a

a Devices & networks =~ Network1: EM [ap

~ [i PLC_1 [CPU 1212C DC/DC/DC] comment Rl

BV Device configuration a

+ ligt Program blocks "Tag_1" "Tag_2" =

I Add new block | { }#eu | |

» [3 Technological objects v a a

` External source files [xi 100% ~ TT I

Sau khi chon monitor chuong trinh soan thao xuất hiện như sau:

`

Trang 20

3F C3 Gl Save project SL M 5| (3 X 2s SS) i BR & coonline gt Gootfine Zo I IR x —] | ORTAL

Project4 > PLC_1 [CPU 1212C DCIDG/DC] > Program blocks » Main [OB1] 5

8 w» _]Project‡ F4l^ E

Wi Add new device ¬r|¬r-|== 4 + a

my Devices & networks = aL + [ig PLC_1 [CPU 1212C DC/DC/DC] y Network 1: EM Ql

Comment

BV Device configuration =

%| Online & diagnostics sự sự =|š

wig Program blocks @ "Tag_1” "ng 2" s

i Add new block

OBI1.Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dụng của bọ đệm ảo Q tới các công ra số Vòng quét kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ

và kiểm tra lỗi

Chú ý răng bộ đệm I vả Q không liên quan tới các cổng vào / ra tương tự nên các lệnh truy nhập công tương tự được thực hiện trực tiếp VỚI công vật lý chứ không thông qua bộ đệm

Trang 21

4.2.1 Khéi té chite OB - OGANIZATION BLOCKS

-Organization blocks (OBs) : là giao diện giữa hoạt động hệ thống và chương trình người dùng Chúng được gọi ra bởi hệ thống hoạt động, và điều khiến theo quá trình:

+Xử lý chương trình theo quá trình

+Báo động — kiểm soát xử lý chương trình

+Xử lý lỗi

-Startup oB, Cycle OB, Timing Error OB va Diagnosis OB : cé thé chén va lập trình các khối này trong các project Không cần phải gán các thông số cho chúng và cũng không cần gọi chúng trong chương trình chính

-Process Alarm OB và Time Interrupt OB : Các khối OB này phải được tham số hóa khi đưa vào chương trình Ngoài ra, quá trình báo động OB có thê được gán cho

Trang 22

một sự kiện tại thời gian thực hiện bằng cách sủ dụng các lệnh ATTACH, hoặc tách

biệt với lệnh DETACH

-Time Delay Interrupt OB : OB ngắt thời gian trễ có thể được đưa vào dự án và

lập trình Ngoài ra, chúng phải được gọi trong chương trình với lệnh SRT_ DINT, tham số là không cân thiết

-Start Information : Khi một số OB được bắt đầu, hệ điều hành đọc ra thông tin được thâm định trong chương trình người dùng, điều này rất hữu ích cho việc chẵn đoán lỗi, cho dù thông tin được đọc ra được cung cấp trong các mô tả của các khối

OB

4.2.2 Hàm chức năng —- FUNCTION

-Funtions (FCs) là các khối mã không cần bộ nhớ Dữ liệu của các biến tạm thời

bị mất sau khi FC được xử lý.Các khối dữ liệu toàn cầu có thể được sử dụng để lưu

trữ dữ liệu FC

-Functions có thê được sử dụng với mục đích

+Tra lại giá trị cho hàm chức năng được gọi

+Thực hiện công nghệ chức năng, ví dụ : điều khiến riêng với các hoạt động nhị phân

+Ngoài ra, FC có thể được gol nhiều lần tại các thời điểm khác nhau trong một chương trình Điều này tạo điều kiện cho lập trình chức năng lập đi lặp lại phức tạp -FB (function block) : đối với mỗi lần gọi, FB cần một khu vực nhớ Khi một EB được gọi, một Data Block (DB) được gán với 1nstance DB Dữ liệu trong Instance

DB sau đó truy cập vào các biến của FB.Các khu vực bộ nhớ khác nhau đã được gán cho một FB nếu nó được gọi ra nhiều lần

-DB (data block) : DB thường để cung cấp bộ nhớ cho các biến đữ liệu Có hai loại của khối đữ liệu DB : Global DBs nơi mà tất cả các OB, FB va FC co thé doc

được dữ liệu lưu trữ, hoặc có thể tự mình ghi đữ liệu vào DB, và instance DB được

gán cho một FB nhất định

Trang 23

5 Giới thiệu các tập lệnh

5.1.Bit logic (tập lệnh tiếp điểm)

1)tiếp điểm thường hở

Trang 24

A Ss} " đầuvàocủalệnhbằng0thìbit giữnguyêntrạngthái nàyvẫn

Trang 25

TRUONG CAO DANG CONG THUONG TP.HCM

giữnguyêntrạngtháiTrongđó sóbitlàgiá trỊ của n

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

GVHD: Nguyễn Việt Khoa

Trang 26

10)Tiếp điểm phát hiện xung cạnh lên dạng 1

Trang 27

12)Tiếp điểm phát hiện xung cạnh xuống dạng 1

Tiếpđiêmpháthiệncạnhxuốngsẽphátra một xungkhiđầuvàotiếpđiểmnàycósự chuyển

Phát hiện sự thay đổi trạng thái của l tín

hiệu “IN” từ 1 xuống 0

Trang 28

Kích thước và tầm của kiểu dữ liệu Time là 32 bit, lưu trữ như là dữ liệu Dint :

1) Timer tạo xung - TP

"IEC Timer_O” Timer TP tạo một chuỗi xung với độ rộng

TP xung đặt trước Thay đổi PT, IN không ảnh

Trang 29

2)Timer trễ sườn lên có nhớ - Timer TONR

Thay đổi PT không ảnh hưởng khi Timer đang

vận hành, chỉ ảnh hưởng khi timer đếm lại

'"† met ngưng”

.| VI Tene aL vận hành thì timer sẽ dừng nhưng không đặt

đã tích lũy

Trang 30

5.3.Sử dụng bộ Counter

Lệnh Counter được dùng dé đếm các sự kiện ở ngoài hay các sự kiện quá trình ở trong PLC Mỗi Counter sử dụng cấu trúc lưu trữ của khối dữ liệu DB để làm đữ liệu của Counter Step 7 tự động tạo khối DB khi lấy lệnh

Tầm giá trị đếm phụ thuộc vào kiểu di liệu mà bạn chọn lựa.Nếu giá trị đếm là một số Interger không dấu, có thể đếm xuống tới 0 hoặc đếm lên tới tầm giới hạn.Nếu giá trị đếm là một số interder có dấu, có thể đếm tới giá trị âm giới hạn hoặc đếm lên tới một số dương giới hạn

1)Counter đếm lên - CTU

_Laqurter name

CTD Giá trị bộ đếm được giảm 1 khi tín hiệu ngõ vào

Trang 31

3)Counter đếm lên xuống —- CTUD

Giá trị bộ đếm CV được tăng lên 1 khi tín hiệu

Í nn nà rnc ngõ vào CU chuyển từ 0 lên 1 Ngõ ra QU

thái Load được tác động thì CV = PV

L NT" IN2, IN1 < IN2, IN1 > IN2 hodc IN] <> IN2

động mức cao) và ngược lại

Trang 32

Tham sé : MIN, VAL, MAX

VAL So sánh 2 kiêu dữ liệu giông nhau, nêu so sánh

MA MIN > VAL hoặc MAX < VAL thỏa thì tác

Trang 33

_R 7 =o _ | tị ngõ vào INI, IN2, IN@\) theo công thức

A ours + OUT= (+,-,*,⁄) rồi xuất kết qua ra ngõ ra

Định dạng
Số trang	66
Dung lượng	21,74 MB