dùng PLC điều khiển băng chuyền phân loại sản phẩm

PLC có khả năng thay thế hoàn toàn cho các phương pháp điều khiển truyền thông dùng rơle; khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình các lệnh logic cơ bản;

LỜI MỞ ĐẦU

Từ khi công nghiệp ra đời, máy móc được đưa vào phục vụ sản xuất Con người đã được giải phóng khỏi lao động chân tay hay những lao động trong các môi trường độc hại nhờ những cỗ máy thông minh, làm việc với hiệu quả cao

Sự ra đời PLC (Programable Logic Controller) giúp cho việc lập trình với sự hỗ trợ

của máy tính để quản lý hoạt động các hệ thống trong công nghiệp trở nên đơn giản hơn PLC có khả năng thay thế hoàn toàn cho các phương pháp điều khiển truyền thông dùng rơle; khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình các lệnh logic cơ bản; khả năng định thời, đếm; giải quyết các vấn đề toán học và công nghệ; khả năng tạo lập, gởi

đi, tiếp nhận những tín hiệu nhằm mục đích kiểm soát sự kích hoạt hoặc đình chỉ những chức năng của máy hoặc một dây chuyền công nghệ Bên cạnh đó PLC còn thích hợp trong môi trường công nghiệp nhờ khả năng chống nhiễu tốt, cấu trúc dạng modul rất thuận tiện cho việc thiết kế, mở rộng, cải tạo nâng cấp; lập trình dễ dàng; có những modul chuyên dụng để thực hiện những chức năng đặc biệt hay những modul truyền thông để kết nối PLC với mạng công nghiệp hoặc mạng internet; có thể thay đổi chương trình hoặc thay đổi trực tiếp các thông số

mà không cần thay đổi lại chương trình

Từ những ưu điểm của PLC, em đã chọn đề tài “dùng PLC điều khiển băng chuyền phân loại sản phẩm” Với mô hình phân loại, sẽ giúp cho dây chuyền sản xuất trở nên đơn giản, dễ vận hành, giảm được lao động chân tay

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng cũng không thể tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự phê bình và đóng góp ý kiến từ thầy (cô) để đồ án tốt nghiệp hoàn thiện hơn

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là đúc kết của những năm tháng học tập trong tại trường Đại Học Mở TP.HCM Để đạt được kết quả như hôm nay, ngoài sự phấn đấu bản thân, còn có sự quan tâm giúp đỡ của quý thầy cô tại trường, đặc biệt là các thầy cô đã và đang giảng dạy tại khoa Xây Dựng Và Điện Bên cạnh đó là sự chia sẽ kinh nghiệm từ các bạn tại lớp CN08B1 và các anh chị khóa trước

Qua đây, em cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy TRẦN QUANG THUẬN, là người đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này

MỤC LỤC Lời mở đầu

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 41

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử, đặc biệt là kỹ thuật số đóng vai trò quan trọng trong mọi lĩnh vực từ kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin… Do đó, chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển

kỹ thuật điện tử Việt Nam nói riêng

Hầu hết hiện nay, các nhà máy, xí nghiệp đã đưa vào sử dụng các dây chuyền sản xuất hiện đại, số lượng sản phẩm sản xuất ra ngày càng nhanh về số lượng Và khâu phân loại, đóng gói sản phẩm cũng là khâu vô cùng quan trọng Tuy nhiên thực tế, các xí nghiệp nhỏ vẫn sử dụng lao động chân tay trong khâu này Vì thế, đó là lí do em chọn đề tài “dùng PLC điều khiển băng chuyền phân loại sản phẩm”

Để làm được mạch này cần thiết kế được hai phần chính đó là thiết kế mạch cảm biến và

cơ cấu cơ học

Bộ phận cảm biến: để phát hiện sản phẩm có nhiều loại như cảm biến quang, cảm biến tiệm cận,… Nhưng đơn giản, dễ thi công nhất là cảm biến quang Tuy nhiên, cảm biến quang rất dễ bị nhiễu bởi ánh sáng và nhiệt độ Để chống nhiễu, ta có thể dùng mạch phát là 1 mạch tạo xung vuông có tần số cao, còn mạch thu là mạch phát hiện mất xung

Cơ cấu cơ học: gồm có các băng tải, cơ cấu truyền động để phân loại và sắp xếp sản phẩm MỤC ĐÍCH YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI

Trong đồ án này chúng em thực hiện mạch phát hiện sản phẩm bằng phương pháp đếm xung Như vậy mỗi sản phẩm đi qua trên băng chuyền sẽ được phát hiện bằng cảm biến quang Khi một sản phẩm đi qua cảm biến, cảm biến này sẽ tạo ra một xung điện đưa về khối xử lí Tuy nhiên, yêu cầu mạch điện thiết kế không quá phức tạp, bảo đảm được sự an toàn, tin cậy cao, dễ

sử dụng, giá thành không quá mắc

Cơ cấu cơ học đơn giản, tuy nhiên cũng phải gần với thực tế và đáp ứng được các yêu cầu của đề tài

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PLC S7 200

1.1 Giới thiệu:

Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được sáng tạo từ những ý tưởng ban đầu của một nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motor vào năm 1968 Trong những năm gần đây, bộ điều khiển lập trình được sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp của nước ta như là 1 giải pháp lý tưởng cho việc tự động hóa các quá trình sản xuất Cùng với sự phát triển công nghệ máy tính đến hiện nay, bộ điều khiển lập trình đạt được những ưu thế cơ bản trong ứng dụng điều khiển công nghiệp Như vậy, PLC là 1 máy tính thu nhỏ nhưng với các tiêu chuẩn công nghiệp cao và khả năng lập trình logic mạnh PLC là đầu não quan trọng

và linh hoạt trong điều khiển tự động hóa

Hình 1.1: Mô hình bộ điều khiển lập trình PLC

1.2 Quá trình phát triển của kỹ thuật điều khiển:

Hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết bị và dụng cụ điện tử Nó dùng để vận hành một quá trình một cách ổn định, chính xác và thông suốt

1.2.1 Hệ thống điều khiển dùng rơle điện:

Sự bắt đầu về cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đặc biệt vào những năm 60 và 70, những máy móc tự động đuwợc điều khiển bằng những rơle điện từ như các bộ định thời, tiếp điểm, bộ đếm, relay điện từ Những thiết bị này được liên kết với nhau để trở thành một hệ thống hoàn chỉnh bằng vô số các dây điện bố trí chằng chịt bên trong panel điện ( tủ điều khiển)

Như vậy, với 1 hệ thống có nhiều trạm làm việc và nhiều tín hiệu vào/ra thì tủ điều khiển rất lớn Điều đó dẫn đến hệ thống cồng kềnh, sửa chữa khi hư hỏng rất phức tạp và khó khăn Hơn nữa, các rơle tiếp điểm nếu có sự thay đổi yêu cầu điều khiển thì bắt buộc thiết kế lại từ đầu

1.2.2 Hệ thống điều khiển dùng PLC:

Với những khó khăn và phức tạp khi thiết kế hệ thống dùng rơle điện những năm 80, người ta chế tạo ra các bộ điều khiển có lập trình nhằm nâng cao độ tinh cậy, ổn định, đáp ứng

hệ thống làm việc trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt đem lại hiệu quả kinh tế cao Đó

là bộ điều khiển lập trình được, được chuẩn hóa theo ngôn ngữ Anh Quốc là Programmable Logic Controller (viết tắt là PLC)

1.2.3 Các chủng loại PLC:

Hiện nay, một số PLC được sử dụng trên thị trường Việt Nam:

- Mỹ:Allen Bradley, General Electric, Square D, Texas Instruments, Cutter Hammer,…

- Đức: Siemens, Boost, Festo…

1.2.4 Ưu thế của hệ thống điều khiển dùng PLC:

- Điều khiển linh hoạt, đa dạng

- Lượng contact lớn, tốc độ hoạt động nhanh

- Dễ tiến hành thay đổi và sửa chữa

- Độ ổn định, độ tin cậy cao

- Lắp đặt dơn giản

- Kích thước nhỏ gọn

- Có thể nối mạng vi tính để giám sát hệ thống

1.2.5 Hạn chế:

- Giá thành cao (tùy theo yêu cầu máy)

- Cần một chuyên viên để thiết kế chương trình cho PLC hoạt động

- Các yêu cầu cố định, đơn giản thì không cần dùng PLC

- PLC sẽ bị ảnh hưởng khi hoạt động ở môi trường có nhiệt độ cao, độ rung mạnh

- Điều khiển thang máy

- Điều khiển động cơ

- Chiếu sáng

- Cửa công nghiệp, tự động

- Bơm nước

- Tưới cây

- Báo giờ trường học, công sở,…

- Máy cắt sản phẩm, vô chai,…

- Và còn nhiều hệ thống điều khiển tự động khác

1.3 Cấu trúc và nghiên cứu hoạt động của một PLC

1.3.1 Cấu trúc

Một hệ thống điều khiển lập trình cơ bản phải gồm có hai phần: khối xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit : CPU) và hệ thống giao tiếp vào/ra (I/0)

Hình 1.2: Sơ đồ khối của một hệ thống điều khiển lập trình

Hình 1.3: Sơ đồ khối tổng quát của CPU

1.3.2 Chức năng, hoạt động của hệ PLC

Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC ( Programable Logic Controler ) là thiết bị điều khiển đặc biệt dựa trên bộ vi xử lý , sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ các lệnh , thực hiện các chức năng và thuật toán để điều khiển máy và các quá trình

Bộ xử lý: còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU) , là linh kiện chứa bộ vi xử lý Bộ xử lý biên dịch các tín hiệu vào và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình được lưu trong

bộ nhớ của CPU , truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các tín hiệu ra Nguyên lý làm việc của bộ xử lý tiến hành theo từng bước tuần tự , đầu tiên các thông tin lưu trữ trong bộ nhớ chương trình được gọi lên tuần tự và được kiểm soát bởi bộ đếm chương trình Bộ xử lý liên kết các tín hiệu và đưa ra kết quả ra đầu ra Chu kỳ thời gian này gọi là thời gian quét ( scan ) Thời gian vòng quét phụ thuộc vào dung lượng bộ nhớ , tốc độ của CPU

Hình 1.4: Một vòng quét của PLC

Sự thao tác tuần tự của chương trình dẫn đến một thời gian trễ trong khi bộ đếm của chương trình đi qua một chu kỳ đầy đủ , sau đó bắt đầu lại từ đầu

- Bộ nguồn: có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp cho bộ vi xử lý (thường

là 5V ) và cho các mạch điện trong các module còn lại (thường là 24V )

- Thiết bị lập trình: được sử dụng để lập các chương trình điều khiển cần thiết sau đó được chuyển cho PLC Thiết bị lập trình có thể là thiết bị lập trình chuyên dụng , có thể là thiết

bị lập trình cầm tay gọn nhẹ , có thể là phần mềm được cài đặt trên máy tính cá nhân

- Bộ nhớ: là nơi lưu trữ chương trình sử dụng cho hoạt động điều khiển Các bộ nhớ có thể

là RAM , ROM , EPROM Người ta luôn chế tạo nguồn dự phòng cho RAM đề duy trì chương trình trong trường hợp mất điện nguồn , thời gian duy trì tùy thuộc vào từng PLC

cụ thể Bộ nhớ cũng có thể được chế tạo thành module cho phép dễ dàng thích nghi với các chức năng điều khiển có kích cỡ khác nhau , khi cần mở rộng có thể cắm thêm

- Giao diện vào ra: là nơi bộ xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi và truyền thông tin đến các thiết bị bên ngoài Tín hiệu vào có thể từ các công tắc , các bộ cảm biến nhiệt độ, các tế bào quang điện… Tín hiệu ra có thể cung cấp cho các cuộn dây công tắc tơ , các rơle , các van điện từ … Tín hiệu vào có thể là tín hiệu rời rạc , tín hiệu liên tục , tín hiệu logic…

Mỗi điểm vào ra có một địa chỉ duy nhất được PLC sử dụng

Các kênh vào / ra đã có các chức năng cách ly và điều hoa tín hiệu sao cho các bộ cảm biến và các bộ tác động có thể nối trực tiếp với chúng mà không cần thêm mạch điện khác

4 Chuyển dữ liệu từ bộ đệm

ảo ra thiết bị ngoại vi

1 Nhập dữ liệu từ thiết bị ngoại vi vào bộ đệm

2 Thực hiện chương trình

3 Truyền thông và kiểm tra

lỗi

Tín hiệu vào thường được ghép cách điện ( cách ly ) nhờ linh kiện quang Dải tín hiệu nhận vào cho các PLC cỡ lớn có thể là 5V , 24V , 110V , 220V Các PLC cỡ nhỏ thường chỉ nhận tín hiệu 24V

Tín hiệu ra cũng được ghép cách ly, có thể cách ly kiều rơle , cách ly kiểu quang Tín hiệu ra có thể là tín hiệu chuyển mạch 24V , 100mA ; 110V , 1A một chiều ; thậm chí 240V , 1A xoay chiều tùy loại PLC

Hình 1.5: Các kiểu cách ly

Hình 1.6: Cấu hình phần cứng của PLC

1.4 Bộ điều khiển logic lập trình được (PLC) của Siemens:

Các loại PLC củaPLC của Siemens hiện có các loại sau: S7- 200, S7- 300, S7-

- Dung lượng bộ nhớ chương trình: 4096 words

- Dung lượng bộ nhớ dữ liệu: 2560 words

- Chương trình được bảo vệ bằng Password

- Toàn bộ dung lượng nhớ không bị mất dữ liệu 190 giờ khi PLC bị mất điện

- TERM: cho phép máy lậptrình quyết định chế độ làm

việc của PLC Dùng phần mềm điều khiển RUN, STOP

Hình 1.9: Công tắc chọn chế độ làm việc

1.4.4 Cấp nguồn:

Hình 1.10: Cấp nguồn cho PLC

Loại DC nguồn nuôi có kí hiệu là M, L+

Loại AC nguồn nuôi có kí hiệu là N, L1

Chân 1M, 2M nối chung với chân M

Chân L+ nối vào 1 đầu của tiếp điểm, đầu còn lại của tiếp điểm nối vào các ngõ vào I trên PLC

- Van khí nén

- Van thủy lực

- Van solenoid

- Đèn báo, đèn chiếu sáng

- Chuông báo giờ

- Động cơ Step Servo

- Biến tần

- Quạt thông gió

- Máy lạnh

- Động cơ phát điện

Chân 1L, 2L nối vào nguồn dương

Từng ngõ ra từ PLC nối vào 1 đầu của tải, đầu còn lại của tải nối vào nguồn âm

Hình 1.11: Kết nối ngõ vào, ra của PLC

Bảng 1.1: Một số loại CPU 22x:

1.5 Truyền thông giữa PC và PLC

Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 có 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các PLC khác.Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9.6 kbps Tốc độ truyền cung cấp PLC theo kiểu tự do là từ 300 baud đến

Đối với các thiết bị lập trình của hẵng Siemens có các cổng giao tiếp PPI thì có thể kết nối trực tiếp với PLC thông qua một sợi cáp Tuy nhiên đối với máy tính cá nhân cần thiết phải có cáp chuyển đổi PC/PPI Có 2 loại cáp chuyển đổi là cáp RS232/PPI Multi-Master và cáp USB/PPI Multi-Master

Tùy theo truyền thông là 10 bit hay 11 bit mà công tắc 7 được đặt ở vị trí thích hợp Khi kết nối bình thường với máy tính thì công tắc 7 chọn ở chế độ truyền thông 11 bit ( công tắc 7 đặt

ở vị trí 0 )

Công tắc 6 ở cáp RS232/PPI Multi-Master được sử dụng để kết nối port truyền thông RS232 của 1 modem với S7-200 CPU Khi kết nối bình thường với máy tính thì công tắc 6 được đặt ở vị trí data Comunications Equipment (DCE) (công tắc 6 ở vị trí 0) Khi kết nối cáp PC/PPI với một modem thì port RS232 của cáp PC/PPI được đặt ở vị trí Data Teminal Equipment (DTE) (công tắc 6 ở vị trí 1)

Công tắc 5 được sử dụng để đặt cáp RS232/PPI Multi-Master thay thế cáp PC/PPI hoặc hoạt động ở chế Freeport thì đặt ở chế độ PPI/Freeport (công tắc 5 ở vị trí 0) Nếu kết nối bình thường là PPI (master) với phần mềm STEP 7 Micro/Win 3.2 SP4 hoặc cao hơn thì đặt ở chế

1.6 Cấu trúc bộ nhớ

1.6.1 Các khái niệm xử lý thông tin:

Trong PLC, hầu hết các khái niệm xử lý thông tin cũng như dữ liệu đều được sử dụng như: Bit, Byte, Word, Double Word

Bit: là 1 ô nhớ có giá trị logic là 0 hoặc 1

Byte gồm 8 bit

Word (từ đơn): 1 từ gồm có 2 byte

Double word: gồm có 4 byte

1.6.2 Phân chia bộ nhớ:

Bộ nhớ S7 – 200 chia làm 4 vùng nhớ:

 Vùng chương trình có dung lượng 4 Kwords được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình

 Vùng tham số: miền lưu giữ các từ khóa, địa chỉ trạm

 Vùng dữ liệu: lưu giữ dữ liệu chương trình: kết quả phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình Là 1 vùng nhớ động Nó có thể truy nhập theo từng bit, byte, word hoặc double word

- Miền V (Variable): V0.x – V5119.7 (x = 0 - 7)

- Vùng đệm cổng vào (I): I 0.x –> I 15.x (x = 0 - 7)

- Vùng đệm cổng ra (Q): Q 0.x –> Q15.x (x = 0 - 7)

- Bộ đệm cổng vào tương tự: AIW 0 – AIW 30

- Bộ đệm cổng ra tương tự: AQW 0 – AQW 30

- Thanh ghi (Accumulater): AC 0, AC1, AC2, AC3

- Bộ đếm tốc độ cao: HSC0 -> HSC5

1.6.3 Các phương pháp truy nhập:

a) Truy nhập theo bit:

Tên miền + địa chỉ byte + + chỉ số bit

Ví dụ: V5.4

Truy suất các vùng khác; Ví dụ: I0.0; Q0.2; M0.3; SM0.5

b) Truy nhập theo byte:

Tên miền + B + địa chỉ byte

Ví dụ: VB5

Truy suất các vùng khác; Ví dụ: IB0; QB2; MB7; SMB37

c) Truy nhập theo Word(từ):

Tên miền + W + địa chỉ byte cao của word trong miền

Ví dụ: VW4

Như vậy VW4 gồm 2 byte VB4 và VB5 gộp lại trong đó VB4 đóng vai trò là byte cao, còn VB5 đóng vai trò là byte thấp trong word VW4

-> VW4 = VB4 + VB5

Truy suất các vùng khác; Ví dụ: IW0; QW4; MW40; SMW68

d) Truy nhập theo doubleword (từ kép):

Tên miền + D + địa chỉ byte cao nhất của một double word trong miền

- CPU 224 cho phép mở rộng nhiều nhất 14 module kể cả module analog

- Các module mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200

Hình 1.16: kết nối modul mở rộng

- Có thể mở rộng cổng vào / ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các module mở rộng về phía bên phải của CPU làm thành một móc xích Địa chỉ của các module được xác định bằng kiểu vào / ra và vị trí của module trong móc xích

Bảng 1.3: Cách đặt địa chỉ cho các module mở rộng CPU 224

CHƯƠNG 2 Phần mềm STEP 7 Micro/WIN

2.1 Các phần tử cơ bản trong chương trình PLC S7-200

Các phần tử cơ bản trong chương trình PLC S7- 200 là:

- Chương trình chính (main program)

- Chương trình con (subroutine)

- Chương trinh ngắt (interupt rountine)

- Khối hệ thống ( system block)

- Khối dữ liệu (data block)

2.1.1 Chương trình OB1 (main program)

Đây là phần khung chương trình, chứa các lệnh điều khiển ứng dụng Với 1 số chương trình điều khiển nhỏ, đơn giản chúng ta có thể viết tắt các lệnh trong khối này Chương trình ứng dụng được bắt đầu từ chương trình chính, các lệnh được xử lý lần lượt từ trên xuống dưới

và chỉ 1 lần ở mỗi vòng quét Trong S7-200 chương trính được chứa trong khối OB1

2.1.2 Chương trình con SUB (subroutine)

Các lệnh viết trong chương trình con chỉ có thể được xử lý khi chương trình con được gọi (Call) từ các chương trình chính, từ 1 chương trình con khác hoặc từ 1 chương trình ngắt

Sử dụng chương trình con khi chúng ta muốn phân chia nhiệm vụ điều khiển Mối chương trình con được viết cho 1 nhiệm vụ nhỏ hoặc khi có nhiệm vụ điều khiển tương tự nhau (ví dụ điều khiển băng tải 1, điều khiển băng tải 2) thì chúng ta chỉ cần tạo chương trình con 1 lần và

có thể gọi ra nhiều lần từ chương trình chính

Sử dụng chương trình con có 1 số ưu điểm sau:

+ Chương trình điều khiển được chia theo nhiệm vụ điều khiển nên có cấu trúc rõ ràng, rất dễ ràng cho việc kiểm tra chỉnh sửa chương trình

+ Giảm thời gian vòng quét của chương trình CPU không phải liên tục xử lý các lệnh của chương trình mà chỉ xử lý chương trình con khi có lênh gọi tương ứng

+ Chương trình con cho phép giảm công việc soạn thảo khi có các chương trình con giống nhau

2.1.3 Chương trình ngắt INT ( interupt rountine)

Chương trình ngắt được thiết kế cho 1 sự kiện ngắt được định nghĩa trước Bất cứ khi nào xác định sự kiện ngắt xảy ra thì S7-200 thực hiện chương trình ngắt

Chương trình ngắt không đựơc gọi bởi chương trình chính mà theo sự kiện ngắt xảy ra Chương trình ngắt được sử lý mỗi khi sự kiện ngắt xảy ra

2.1.4 Khối hệ thống (system block)

System bock cho phép ta cấu hình các tuỳ chọn phần cứng khác nhau cho S7-200

2.1.5 Khối dữ liệu (data block)

Data Block cho phép lưu trữ các giá trị biến khác nhau (vùng nhớ V) được sử dụng trong chương trình Giá trị ban đầu được nhập trong mỗi khối dữ liệu

2.2 Ngôn ngữ lập trình:

2.2.1 Ladder Logic: LAD (Ladder): là phương pháp lập trình hình thang, thích hợp trong

ngành điện công nghiệp

Ở dạng soạn thảo này chương trình được hiên thị gần giống sơ đồ nối dây một mạch trang bị điện gồm các thiết bị Rơle, Contactor Chúng ta xem như 1 dòngđiện từ 1 nguồn điện chảy qua các chuỗi tiếp điểm lôgic ngõ vào từ trái qua phải rồi đến ngõ ra Chương trình cơ bản được chia ra làm nhiều Network, mỗi Network thực hiện 1 nhiệm vụ nhỏ cụ thể Các Network thực hiện từ trái qua phải và từ trên xuống dưới

Các phần tử chủ yếu dùng trong dạng soạn thảo này là:

- Tiếp điểm không đảo -| |-

- Tiếp điểm đảo -|\|-

- Ngõ ra –( )

- Các hộp chức năng các hộp biểu diễn các phép toán số học định thời , bộ đếm

- Là dạng soạn thảo phù hợp cho những người có kinh nghiệm lập trình PLC

- STL cho phép khắc phục 1 số khó khăn khi lập trình STL và FBD

- Luôn luôn có thể chuyển được từ dạng LAD hay FBD về dạng STL nhưng khi chuyển ngược lại từ STL sang LAD hay FBD thì có 1số phản ứng không chuyển được

2.2.3 Function Block: FBD (Flowchart Block Diagram): là phương pháp lập trình theo sơ đồ khối, thích hợp cho ngành điện tử số

Dạng FBD hiển thị chương trình soạn thảo ở dạng đồ họa tương tự như sơ đồ các cổng lôgic FBD không khái niệm đường nguồn phải trái do đó khái niệm dòng điện không được sử dụng Thay vào đó là các Logic 1 Không có tiếp điểm và cuộn dây như ở dạng LAD, nhưng

có các cổng Logic và cổng chức năng Các cổng lôgic AND, OR, XOR… tương ứng với các tiếp điểm Logic nối tiếp hay song song…

Đầu ra của các cổng Lôgic hay hộp chức năng có thể được sử dụng để nối tiếp với đầu vào của các cổng lôgic hay các hộp chức năng khác Với dạng soạn thảo này có 1 số ưu điểm sau:

- Biểu diễn ở dạng đồ họa các cổng chức năng giúp ta có thể dễ đọc hiểu theo trình tự điều khiển

- Luôn có thể chuyển từ dạng FBD sang STL

Phần mềm hỗ trợ lập trình đầy đủ nhất hiện này là Step7-Micro/Win 32 V4.0 Ngoài ra, S7-200 còn kết nối thích hợp với nhiều loại màn hình HMI của Siemens như loại TP, OP, TD,

và các loại màn hình khác

Luận văn này chủ yếu giới thiệu về các lệnh lập trình dùng dạng Ladder

2.3 Tập lệnh PLC Siemens S7-200

2.3.1 Bit Logic (Các lệnh tiếp điểm)

- Tiếp điểm thường hở

Sử dụng không hạn định số lệnh tiếp điểm trên cùng 1 địa chỉ

Có thể mắc nối tiếp hoặc song song nhiều lệnh tiếp điểm

Mạch này sẽ đóng khi chỉ I0.3 hoặc cả I0.1 và I0.2 cùng đóng

- Tiếp điểm thường đóng

Sử dụng không hạn định số lệnh tiếp điểm trên cùng 1 địa chỉ

Có thể mắc nối tiếp hoặc song song nhiều lệnh tiếp điểm

Mạch này sẽ hở khi cả I0.4 và I0.5 hoặc cả I0.1 và I0.2 cùng đóng

Chỉ sử dụng 1 lệnh Out cho 1 địa chỉ

Lệnh xuất tín hiệu điều khiển ở ngõ ra hoặc cho các lệnh trung gian

Ví dụ:

Ví dụ này thực hiện trên nút điều khiển là công tắc gạt

Khi nút điều khiển là nút nhấn thì phải viết chương trình có tự duy trì

Có thể viết chương trình sử dụng các tiếp điểm trung gian là M

- Lệnh Set và Reset

Lệnh Set

L

A

D

Giá trị của các bit có địa chỉ đầu tiên là n sẽ bằng

1 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 Khi đầu vào của lệnh bằng 0 thì các bit này vẫn giữ nguyên trạng thái Trong đó số bit là giá trị của i

Toán hạng n: Q, M, SM, T, C, V

i: IB, QB, MB, SMB, VB, AC, hằng số

Lệnh Set và Reset luôn được sử dụng đi đôi

Ở đây khi chạy chương trình I0.1 và I0.2 được thí nghiệm như là 2 nút nhấn START và STOP Khi nhấn i0.0 ngõ ra Q0.0 được Set lên mức 1 Q0.0 =[1]

Khi nhấn I0.1 Reset Q0.0=[0]

- Tiếp điểm phát hiện cạnh lên

Tiếp điểm phát hiện cạnh xuống

sẽ phát ra một xung khi đầu vào tiếp điểm N có sự chuyển đổi từ mức cao xuống mức thấp

Độ rộng của xung này bằng thời gian của một chu kì quét

Mạch phát hiện cạnh lên

Mạch phát hiện cạnh xuống

Xoá các bit

 Một số lệnh tiếp điểm đặc biệt

PT thì các tiếp điểm của bộ định thời tác động Các tiếp điểm thường hở sẽ đóng và các tiếp điểm thường đóng sẽ hở

Khi ngõ vào chân IN xuống mức 0 thì thời gian đếm được sẽ bị reset đi, bộ Ton ngừng hoạt động và tiếp điểm của bộ định thời thường hở

sẽ hở và tiếp điểm thường đóng sẽ đóng

Toán hạng: Txxx Ton 1ms T32, T96

10ms T33 -> T36; T97 -> T100 100ms T37 -> T63; T101 -> T255

Ví dụ:

Khi ngõ vào chân IN xuống mức 0 thì thời gian đếm được sẽ không bị reset đi, bộ Tonr ngừng hoạt động và các tiếp điểm của bộ định thời giữ nguyên trạng thái

Toán hạng: Txxx Tonr 1ms T0, T64 10ms T1 -> T4; T65 -> T68 100ms T5 ->T31; T69 -> T95

Ví dụ:

Khi đầu vào chân R lên mức 1 sẽ reset các giá trị đếm được và các tiếp điểm thường hở sẽ hở và các tiếp điểm thường đóng sẽ đóng

Toán hạng: Cxxx = C0  C47, C80  C127

Khi đầu vào chân R lên mức 1 sẽ reset các giá trị đếm được và các tiếp điểm thường hở sẽ hở và các tiếp điểm thường đóng sẽ đóng

Toán hạng:

C48  C79

Ví dụ:

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 < hoặc = giá trị trong thanh ghi n2 Toán hạng: n1, n2 là 1 byte

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 khác giá trị trong thanh ghi n2

Toán hạng: n1, n2 là 1 byte

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 lớn hơn giá trị trong thanh ghi n2 Toán hạng: n1, n2 là 1 byte

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 nhỏ hơn giá trị trong thanh ghi n2 Toán hạng: n1, n2 là 1 byte

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 < hoặc = giá trị trong thanh ghi n2 Toán hạng: n1, n2 là 1 word

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 khác giá trị trong thanh ghi n2

Toán hạng: n1, n2 là 1 word

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 lớn hơn giá trị trong thanh ghi n2 Toán hạng: n1, n2 là 1 word

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 nhỏ hơn giá trị trong thanh ghi n2 Toán hạng: n1, n2 là 1 word

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 < hoặc = giá trị trong thanh ghi n2 Toán hạng: n1, n2 là 1 d-word

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 khác giá trị trong thanh ghi n2

Toán hạng: n1, n2 là 1 d-word

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 lớn hơn giá trị trong thanh ghi n2 Toán hạng: n1, n2 là 1 d-word

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1 nhỏ hơn giá trị trong thanh ghi n2 Toán hạng: n1, n2 là 1 d-word

Tiếp điểm này sẽ đóng khi giá trị trong thanh ghi n1

> hoặc = giá trị trong thanh ghi n2