GIAO TRINH PLC cđn TV

ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH A. Mục tiêu bài giảng Trình bày được các ưu điểm của điều khiển lập trình so với các loại điều khiển khác và các ứng dụng của chúng trong thực tế. Trình bày được cấu trúc và nhiệm vụ các khối chức năng của PLC. Thực hiện đ¬ược sự kết nối giữa PLC và các thiết bị ngoại vi. Lắp đặt được các thiết bị bảo vệ cho PLC theo yêu cầu kỹ thuật Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, tư duy sáng tạo và khoa học. B. Nội dung chính 1. Cấu trúc của một PLC Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controller), là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số. Như vậy, với chương trình điều khiển này, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình (khối OB, FC hoặc FB) và được thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét (Scan). Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có chức năng như một máy tính, nghĩa là phải có bộ vi xử lý (CPU), một bộ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu…. PLC còn phải có các cổng vàora để giao tiếp được các đối tượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn cần phải có thêm các khối chức năng đặc biệt khác như: bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer) …và những khối hàm chuyên dụng. Thiết bị logic khả trình được lắp đặt sẵn thành bộ. Trước tiên chúng chưa có một nhiệm vụ nào cả. Tất cả các cổng logic cơ bản, chức năng nhớ, timer, counter v.v... được nhà chế tạo tích hợp trong chúng và được kết nối với nhau bằng chương trình cho một nhiệm vụ điều khiển cụ thể nào đó. Có nhiều thiết bị điều khiển và được phân biệt với nhau qua các chức năng sau: Các ngõ vào và ra Dung lượng nhớ Bộ đếm (counter) Bộ định thời (timer) Bit nhớ Các chức năng đặc biệt Tốc độ xử lý Loại xử lý chương trình. Các thiết bị điều khiển lớn thì được lắp thành các modul riêng. Đối với các thiết bị điều khiển nhỏ, chúng được lắp đặt chung trong một bộ. Các bộ điều khiển này có số lượng ngõ vàora cho trước cố định. Thiết bị điều khiển được cung cấp tín hiệu bởi các tín hiệu từ các cảm biến ở bộ phận ngõ vào của thiết bị tự động. Tín hiệu này được xử lý tiếp tục thông qua chương trình điều khiển đặt trong bộ nhớ chương trình. Kết quả xử lý được đưa ra bộ phận ngõ ra của thiết bị tự động để đến đối tượng điều khiển hay khâu điều khiển ở dạng tín hiệu. Cấu trúc của một PLC có thể được mô tả như hình vẽ sau: Hình 1.1 Cấu trúc của một PLC Thông tin xử lý trong PLC được lưu trữ trong bộ nhớ của nó. Mỗi phần tử vi mạch nhớ có thể chứa 1 bit dữ liệu. Bit dữ liệu (Data Binary Digital) là một chữ số nhị phân, chỉ có thể là một trong hai giá trị là 1 hoặc 0. Tuy nhiên các vi mạch nhớ thường được tổ chức thành các nhóm để có thể chứa 8 bit dữ liệu. Mỗi chuỗi 8 bit dữ liệu được gọi là một byte. Mỗi mạch nhớ là một byte (byte nhớ), được xác nhận bởi một con số gọi là địa chỉ (address). Byte nhớ đầu tiên có địa chỉ 0. Dữ liệu chứa trong byte nhớ gọi là nội dung. Địa chỉ của một byte nhớ là cố định và mỗi byte nhớ trong PLC có một địa chỉ riêng của nó. Địa chỉ của byte nhớ khác nhau sẽ khác nhau, nội dung chứa trong một byte nhớ là đại lượng có thể thay đổi được. Nội dung byte nhớ chính là dữ liệu được lưu trữ tức thời trong bộ nhớ. Để lưu giữ một dữ liệu mà một byte nhớ không thể chứa hết được thì PLC cho phép một cặp 2 byte nhớ cạnh nhau được xem xét như là một đơn vị nhớ và được gọi là một từ đơn (Word). Địa chỉ thấp hơn trong 2 byte nhớ được dùng làm địa chỉ của từ đơn. Ví dụ: Từ đơn có địa chỉ là 2 thì các byte nhớ có địa chỉ là 2 và 3 với 2 là địa chỉ byte cao và 3 là địa chỉ của byte thấp.

MỤC LỤC



BÀI MỞ ĐẦU 5

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC VÀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN 5

1 Giới thiệu chung về PLC 5

2 Bài toán điều khiển và giải quyết bài toán điều khiển 5

BÀI 1 7

ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 7

1 Cấu trúc của một PLC 7

2 Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 8

2.1 Địa chỉ các ngõ vào / ra 9

2.2 Phần chữ chỉ vị trí và kích thước của ô nhớ: 9

2.3 Phần số chỉ địa chỉ của byte hoặc bit trong miền nhớ đã xác định: 10

2.4 Cấu trúc bộ nhớ của S7 – 200 10

3 Xử lý chương trình 16

3.1 Vòng quét chương trình: ( hình 1.9) 16

3.2 Cấu trúc chương trình của S7 – 200 17

3.3 Phương pháp lập trình 20

4 Kết nối dây giữa PLC và các thiết bị ngoại vi 21

4.1 Giới thiệu CPU 214 và cách kết nối với thiết bị ngoại vi 21

4.2 Ví dụ kết nối ngõ vào/ra của PLC từ một sơ đồ điều khiển có tiếp điểm 27

5 Kiểm tra việc kết nối dây bằng phần mềm 29

5.1 Status Chart 30

5.2 Đọc và thay đổi biến với Status Chart 30

6 Cài đặt và sử dụng phần mềm STEP 7 – Micro/win 32 31

6.1 Những yêu cầu đối với máy tính PC” 31

6.2 Cài đặt phần mềm lập trình STEP 7-Micro/Win 32 31

BÀI 2 32

CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN PLC 32

1 Các liên kết logic 32

1.1 Các lệnh vào/ra và các lệnh tiếp điểm đặc biệt 32

1.2 Các lệnh liên kết logic cơ bản 36

1.3 Liên kết các cổng logic cơ bản 37

1.4 Bài tập ứng dụng 38

2 Các lệnh ghi/xoá giá trị cho tiếp điểm 41

2.1 Mạch nhớ R – S 41

2.2 Lệnh SET (S) và RESET (R) trong S7-200 41

2.3.Các ví dụ ứng dụng dùng bộ nhớ 43

3 Timer 46

3.1 On – Delay Timer (TON) 48

3.2 Retentive On – Delay Timer (TONR) 49

3.3 Bài tập ứng dụng Timer 54

4 Counter (Bộ đếm) 59

4.1 Bộ đếm lên (Counter up) 60

4.2 Bộ đếm lên/xuống (Counter up - down) 60

4.3 Bài tập ứng dụng bộ đếm 63

5 Bài tập ứng dụng 66

6 Lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con 72

BÀI 3 74

CÁC PHÉP TOÁN SỐ PLC 74

1 Chức năng truyền dẫn 74

1.1 Truyền Byte, Word, Doubleword 74

1.2 Truyền một vùng nhớ dữ liệu 75

2 Chức năng so sánh 78

2.1 Chức năng so sánh 78

2.2 Chức năng dịch chuyển 81

2.3 Chức năng chuyển đổi (Converter) 82

2.4 Chức năng toán học 86

3 Đồng hồ thời gian thực 87

BÀI 4 90

XỮ LÝ TÍN HIỆU ANALOG 90

1 Tín hiệu Analog 90

2 Biểu diễn các giá trị Analog 90

3.Kết nối các ngõ vào/ra Analog 92

4.Hiệu chỉnh tín hiệu Analog 93

5 Giới thiệu mô đun Analog của PLC S7-200 99

BÀI 5 105

PLC CỦA HÃNH KHÁC 105

1 PLC của hãng Omron 105

2 PLC của hãng Mitsubishi: 108

3 PLC của hãng Siemens (trung bình và lớn) 110

4 PLC hãng Allenbradley 112

5 PLC hãng Telemecanique 112

BÀI 6 115

LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC 115

1 Giới thiệu 115

2 Cách kết nối dây 116

3 Tóm tắt các mô hình và bài tập ứng dụng 118

3.1 Mô hình thang máy xây dựng 118

3.2 Mô hình điều khiển động cơ Y-∆: 125

3.3 Mô hình xe chuyển nguyên liệu 129

3.4 Đo chiều dài và sắp xếp vật liệu 135

3.5 Thiết bị nâng hàng 141

3.6 Thiết bị vô nước chai 147

3.7 Thiết bị trộn hóa chất 154

GIỚI THIỆU

- Tên Mô-đun: PLC cơ bản

- Nghề: Điện công nghiệp

- Thời gian Mô-đun: 75 giờ

+ Thời gian học lý thuyết: 30 giờ + Thời gian học thực hành: 45 giờ

- Mục tiêu Môđun: Sau khi hoàn tất mô-đun này, học viên có năng lực:

+ Trình bày được nguyên lý hệ điều khiển lập trình PLC; So sánh các ưunhược điểm với bộ điều khiển có tiếp điểm và các bộ lập trình cở nhỏ khác

+ Phân tích được cấu tạo phần cứng và nguyên tắc hoạt động của phần mềm trong hệ điều khiển lập trình PLC

+ Thực hiện được phương pháp kết nối dây giữa PC - CPU và thiết bị ngoạivi

+ Thực hiện được một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp.+ Kết nối thành thạo phần cứng của PLC - PC với thiết bị ngoại vi

+ Viết và nạp được chương trình để thực hiện được một số bài toán ứngdụng đơn giản trong công nghiệp

+ Phân tích được một số chương trình đơn giản, phát hiện sai lỗi và sửachữa khắc phục

+ Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị khi thực hiện bài tập

- Nội dung tổng quát và phân phối thời gian Mô-đun:

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành

Kiểm tra*

1 Bài mở đầu: Giới thiệu chung về

2 Đại cương về điều khiển lập trình 4 2 2

- Hướng dẫn sử dụng bài giảng Mô-đun:

+ Trước khi giảng dạy, giáo viên cần căn cứ vào nội dung của từng bài học

để chuẩn bị đầy đủ các điều kiện cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng giảng dạy

+ Nên áp dụng phương pháp đàm thoại để học sinh ghi nhớ kỹ hơn

+ Khi giải bài tập, làm các bài thực hành Giáo viên hướng dẫn, thao tácmẫu và sửa sai tại chổ cho học sinh

+ Nên sử dụng phần mềm mô phỏng để minh họa các bài tập ứng dụng + Cuối buổi học giáo viên cần tập trung cả lớp để rút kinh nghiệm: giáo viên cho sinh viên nêu lên những vướng mắc trong ca thực tập và đưa ra phương pháp khắc phục

+ Phải đảm bảo có tối thiểu 3 lần kiểm tra định kỳ sau khi kết thúc Mô-đun

BÀI MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC VÀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN

A mục tiêu bài học

- Trình bày được khái niệm và đặc điểm của PLC

- Phân tích được các dạng bài toán điều khiển và giải bài toán điều khiển

- Rèn luyện đức tính tích cực, chủ động và sáng tạo

B Nội dung chính

1 Giới thiệu chung về PLC

Bộ điều khiển lập trình PLC(Programmable Logic Controller) được sáng tạo từnhững ý tưởng ban đầu do một nhóm kỹ sư thuộc hang General Motor vào năm 1968.Tuy nhiên hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khókhăn trong vận hành hệ thống Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải tiến hệ thống đơngiản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn

Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình bằngtay(Programmable Logic Handle) đầu tiên ra đời vào năm 1969 Điều này đã tạo ra một

sự phát triển thật sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình

Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay đãlàm cho hệ thống PLC phát triển mạnh mẽ hơn với các chức năng mở rộng: hệ thống ngõvào/ra có thể tăng lên đến 8000 cổng vào, ra Tốc độ xử lý của hệ thống được cải thiện,chu kỳ quét nhanh hơn làm PLC xử lý tốt với những chức năng phức tạp do số lượngcổng vào, ra lớn

Như vậy PLC là 1 máy tính thu nhỏ nhưng với các tiêu chuẩn công nghiệp cao vàkhả năng lập trình logic mạnh PLC là đầu não quan trọng và linh hoạt trong điều khiển

2.2 Hệ thống điều khiển dùng rờ le điện

Sự bắt đầu về cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đặc biệt vào những năm 60, 70, những máy móc tự động được điều khiển bằng rờ le điện từ như các bộ định thời, bộ đếm, rờ le điện từ Những thiết bị này được liên kết với nhau, tạo thành hệ thống hoàn chỉnh băng vô số các dây điện bố trí chằng chịt bên tron Panel điện( tủ điều khiển)

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

2.3 Hệ thống điều khiển dùng PLC.

Với những khó khăn và phức tạp khi thiết kế hệ thống dùng rờ le điện Những năm

80, người ta chế tạo ra các bộ điều khiển có lập trình nhằm nâng cao độ tin 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 Programmable Logic Controller ( viết tắt là PLC)

C Câu hỏi, bài tập

Câu 1: Trình bài PLC là gì?

Câu 2: PLC được viết đầu đủ là gì?

Câu 3: Bộ điều khiển PLC có ưu điểm vượt trội gì so với tủ điều khiển trang bị điện?

BÀI 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

A Mục tiêu bài giảng

- Trình bày được các ưu điểm của điều khiển lập trình so với các loại điều khiểnkhác và các ứng dụng của chúng trong thực tế

- Trình bày được cấu trúc và nhiệm vụ các khối chức năng của PLC

- Thực hiện được sự kết nối giữa PLC và các thiết bị ngoại vi

- Lắp đặt được các thiết bị bảo vệ cho PLC theo yêu cầu kỹ thuật

- Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, tư duy sáng tạo và khoa học

B Nội dung chính

1 Cấu trúc của một PLC

Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controller), là loại

thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữlập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số Như vậy, với chươngtrình điều khiển này, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán

và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc vớimáy tính) Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dướidạng các khối chương trình (khối OB, FC hoặc FB) và được thực hiện lặp theo chu kỳ

của vòng quét (Scan).

Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có chứcnăng như một máy tính, nghĩa là phải có bộ vi xử lý (CPU), một bộ điều hành, bộ nhớ đểlưu chương trình điều khiển, dữ liệu… PLC còn phải có các cổng vào/ra để giao tiếpđược các đối tượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh

Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn cần phải có thêm cáckhối chức năng đặc biệt khác như: bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer) …và nhữngkhối hàm chuyên dụng

Thiết bị logic khả trình được lắp đặt sẵn thành bộ Trước tiên chúng chưa có mộtnhiệm vụ nào cả Tất cả các cổng logic cơ bản, chức năng nhớ, timer, counter v.v đượcnhà chế tạo tích hợp trong chúng và được kết nối với nhau bằng chương trình cho mộtnhiệm vụ điều khiển cụ thể nào đó Có nhiều thiết bị điều khiển và được phân biệt vớinhau qua các chức năng sau:

Các thiết bị điều khiển lớn thì được lắp thành các modul riêng Đối với các thiết bịđiều khiển nhỏ, chúng được lắp đặt chung trong một bộ Các bộ điều khiển này có sốlượng ngõ vào/ra cho trước cố định.

Thiết bị điều khiển được cung cấp tín hiệu bởi các tín hiệu từ các cảm biến ở bộphận ngõ vào của thiết bị tự động Tín hiệu này được xử lý tiếp tục thông qua chươngtrình điều khiển đặt trong bộ nhớ chương trình Kết quả xử lý được đưa ra bộ phận ngõ racủa thiết bị tự động để đến đối tượng điều khiển hay khâu điều khiển ở dạng tín hiệu.Cấu trúc của một PLC có thể được mô tả như hình vẽ sau:

Hình 1.1 Cấu trúc của một PLC

Thông tin xử lý trong PLC được lưu trữ trong bộ nhớ của nó Mỗi phần tử vi mạchnhớ có thể chứa 1 bit dữ liệu Bit dữ liệu (Data Binary Digital) là một chữ số nhị phân,chỉ có thể là một trong hai giá trị là 1 hoặc 0 Tuy nhiên các vi mạch nhớ thường được tổchức thành các nhóm để có thể chứa 8 bit dữ liệu Mỗi chuỗi 8 bit dữ liệu được gọi là mộtbyte Mỗi mạch nhớ là một byte (byte nhớ), được xác nhận bởi một con số gọi là địa chỉ(address) Byte nhớ đầu tiên có địa chỉ 0 Dữ liệu chứa trong byte nhớ gọi là nội dung.Địa chỉ của một byte nhớ là cố định và mỗi byte nhớ trong PLC có một địa chỉ riêngcủa nó Địa chỉ của byte nhớ khác nhau sẽ khác nhau, nội dung chứa trong một byte nhớ

là đại lượng có thể thay đổi được Nội dung byte nhớ chính là dữ liệu được lưu trữ tứcthời trong bộ nhớ

Để lưu giữ một dữ liệu mà một byte nhớ không thể chứa hết được thì PLC cho phépmột cặp 2 byte nhớ cạnh nhau được xem xét như là một đơn vị nhớ và được gọi là một từđơn (Word) Địa chỉ thấp hơn trong 2 byte nhớ được dùng làm địa chỉ của từ đơn

khối vi xử lý CPU 212, CPU 214 và CPU 224, … Về hình thức bên ngoài, sự khác

nhau của 2 loại CPU này nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp

- CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra, có khả năng mở rộng thêm 2 mô đun.

- CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra, có khả năng mở rộng thêm 7 mô đun.

Trong tài liệu này chỉ đề cập đến CPU 214 là chủ yếu

- CPU 224 có 14 cổng vào và 10 cổng ra có thể mổ rộng them 14 mô đun Analog 2.1 Địa chỉ các ngõ vào / ra

Địa chỉ ô nhớ trong S7 bao gồm hai phần: Phần chữ và phần số

Ví dụ:

Phần chữ Phần số Phần chữ Phần số

2.2 Phần chữ chỉ vị trí và kích thước của ô nhớ:

M: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 bit

MB: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 byte (8 bit)

MW: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 2 byte (16 bit)

MD: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 4 byte (32 bit)

I: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong miền bộ đệm ngõ vào số

IB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đệm ngõ vào số

IW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte (1 từ) trong miền bộ đệm ngõ vào số.ID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte (2 từ) trong miền bộ đệm ngõ vào số.Q: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong miền bộ đệm ngõ ra số

QB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đệm ngõ ra số

QW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong miền bộ đệm ngõ ra số

QD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong miền bộ đệm ngõ ra số

T: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ thời gian (Timer)

C: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ đếm (counter)

PIB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là địa chỉ cổng vào của các mô đun tương tự

PIW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là địa chỉ cổng vào của các mô đun tương tự

PID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là

địa chỉ cổng vào của các mô đun tương tự

PQB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là

địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự

PQW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là

địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự

PQD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là

địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự

PQB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là

địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự

2.3 Phần số chỉ địa chỉ của byte hoặc bit trong miền nhớ đã xác định:

Nếu ô nhớ đã được xác định thông qua phần chữ là có kích thước 1 bit thì phần số

sẽ là địa chỉ của byte và số thứ tự của bit trong byte đó, được tách với nhau bằng dấu chấm

Ví dụ 1:

I 0.0: Chỉ bit 0 của byte 0 trong miền nhớ bộ đệm ngõ vào số PII

Q 4.1: Chỉ bit 1 của byte 4 của miền nhớ bộ đệm ngõ ra số PIQ

M 10.5: Chỉ bit 5 của byte 10 trong miền các biến cờ M

Trong trường hợp ô nhớ đã được xác định là byte, từ hoặc từ kép thì phần số sẽ là địa chỉ của byte đầu tiên trong mảng byte của ô nhớ đó

DB2.DBW15: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 byte 15 và 16 trong khối dữ liệu DB2

M 105: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 từ gồm 4 byte 105, 106, 107, 108 trong miền nhớcác biến cờ M

2.4 Cấu trúc bộ nhớ của S7 – 200

2.4.1 Phân chia bộ nhớ

- Bộ nhớ của S7-200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ điện (hình 2.3) có nhiệm

vụ duy trì dữ liệu trong 1 khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn Bộ nhớ của

S7-200 có tính năng động cao đọc và ghi được trong toàn vùng, loại trừ phần các bitnhớ đặc biệt được ký hiệu bởi SM (special memory) chỉ có thể truy nhập để đọc

- Vùng chương trình: là miền bộ nhớ được sử dụng để lưu giữ các lệnhchương trình Vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.

- Vùng tham số: là miền lưu giữ các tham số như: từ khóa,địa chỉ trạm…Cũng giống như vùng chương trình, vùng tham số thuộc kiểu non-volatileđọc/ghi được

- Vùng dữ liệu: được sử dụng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm cáckết quả các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyềnthông…Một phần của vùng nhớ này (200 byte đầu tiên đối với CPU 212, 1K byteđầu tiên đối với CPU 214) thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được

- Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các ngõ vào/ ratương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng Vùng này không thuộc kiểu non-volatile nhưng đọc/ghi được

- Hai vùng nhớ cuối có ý nghĩa quan trọng trong việc thực hiện một chươngtrình, do vậy được trình bày cụ thể như sau

2.4.2 Vùng dữ liệu:

- Vùng dữ liệu là một miền nhớ động Nó có thể được truy nhập theo từng bit,từng byte, từng từ đơn (word) hoặc theo từng từ kép và được sử dụng làm miền lưutrữ dữ liệu cho các thuật toán, các hàm truyền thông, lập bảng, các hàm dịch chuyển,xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ…

- Ghi các dữ liệu kiểu bảng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu bảngthường chỉ được sử dụng cho những mục đích nhất định

- Vùng dữ liệu lại được chia ra thành những miền nhớ nhỏ với các công dụngkhác nhau Chúng được ký hiệu bằng các chữ cái đầu của tên tiếng Anh, đặc trưngcho công dụng riêng của chúng như sau:+ V: Variable memory

+ I: Input image register

+ O: Output image register

+ M: Internal memory bits

+ SM: Special memory bits

- Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte, từng

từ đơn (word-2byte) hoặc từ kép (2word)

- Hình sau mô tả vùng dữ liệu của CPU212 và CPU214

Hình 1.3

* Địa chỉ truy nhập được qui ước với công thức:

- Truy nhập theo bit: Tên miền (+)địa chỉ byte (+) (+) chỉ số bit Ví dụ V105.4chỉ bit 4 của byte 150 thuộc miền V

- Truy nhập theo byte: Tên miền (+) B (+) địa chỉ của byte trong miền Ví dụ:VB150 chỉ byte 150 thuộc miền V

- Truy nhập theo từ đơn: Tên miền (+) W (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền

Ví dụ: VW150 chỉ từ đơn gồm 2 byte 150 và 151 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vaitrò là byte cao trong từ

Hình 1.4

- Truy nhập theo từ kép: Tên miền (+)D (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền Ví

- Tất cả các byte thuộc vùng dữ liệu đều có thể truy nhập bằng con trỏ Con trỏđược định nghĩa trong miền V hoặc các thanh ghi AC1, AC2, AC3 Mỗi con trỏ chỉ địachỉ gồm 4 byte (từ kép) Quy ước sử dụng con trỏ để truy nhập như sau:

Địa chỉ byte:(cao) là toán hạng lấy địa chỉ của byte, từ, hoặc từ kép

Ví dụ: A C1= & VB150, thanh ghi AC1 chứa địa chỉ byte 150 thuộc miền V

VD100= & VW150, từ kép VD100 chứa địa chỉ byte cao (VB150) của từ đơnVW150

AC2= & VD150, thanh ghi AC2 chứa địa chỉ byte cao (VB150) của từ képVD150

+ Con trỏ: là toán hạng lấy nội dung của byte, từ hoặc từ kép mà con trỏ đangchỉ vào

+ Ví dụ như với phép gán địa chỉ trên thì

+ AC1, lấy nội dung của byte VB150

+ VD100, lấy nội dung của từ đơn VW150

+ AC2, lấy nội dung của từ kép VD150

- Phép gán địa chỉ và sử dụng con trỏ như trên cũng có tác dụng với những thanhghi 16 bit của Timer, bộ đếm thuộc vùng đối tượng sẽ được trình bày dưới đây

2.4.3.Vùng đối tượng:

- Vùng đối tượng được sử dụng để lưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập trình như cácgiá trị tức thời, giá trị đặt trước của bộ đếm, hay Timer Dữ liệu kiểu đối tượng bao gồmcác thanh ghi của Timer, các bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào/ra tương tự và các thanh ghiAccumulator(AC)

- Kiểu dữ liệu đối tượng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu đối tượng chỉ đượcghi theo mục đích cần sử dụng đối tượng đó ( Hình 2.3)

S S0.0S31.7 S0.0S31.7 S0.0S31.7 S0.0S31.7

L L0.0L63.7 L0.0L63.7 L0.063.7 L0.0L63.7

HC0,HC3,HC4,HC5

- Có thể mở rộng ngõ vào/ra của PLC bằng cách ghép thêm vào nó các modul

mở rộng về phía bên phải của CPU, làm thành một móc xích Địa chỉ các vị trí củamodul được xác định bằng kiểu vào/ra và vị trí của modul trong móc xích, bao gồmcác modul có cùng kiểu Ví dụ như một modul ngõ ra không thể gán địa chỉ của mộtmodul ngõ vào, cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một modul

số và ngược lại

- Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chỗ trong bộ đệm tương ứngvới số ngõ vào/ra của modul

- Sau đây là ví dụ về cách đặt địa chỉ cho các modul mở rộng CPU214:

Hình 1.7

- Cách đặt địa chỉ cho các modul mở rộng CPU224: ( hình 2.5)

Hình 1.8

3 Xử lý chương trình

3.1 Vòng quét chương trình: ( hình 1.9)

Hình 1.9 Hoạt động xuất nhập của PLC

Hình 1.10

- PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp (hình1.19), mỗi vòng lặp được gọi

là vòng quét Mỗi vòng quét bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các ngõ vào (contact,sensor, relay ) vào vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình Trongtừng vòng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnhMEND Sau giai đọan thự c hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểmtra lỗi Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tớicác ngõ ra

- Thường việc thực thi một vòng quét x ảy ra với một thời gian rất ngắn, một vòngquét đơn (single scan) có thời gian thực hiện từ 1ms tới 100ms Việc thực hiện một chu

kỳ quét dài hay ngắn còn phụ thuộc vào độ dài của chương trình và cả mức độ giao tiếpgiữa PLC với các thiết bị ngoại vi (màn hình hiển thị…).Vi xử lý có thể đọc được tín hiệu

ở ngõ vào chỉ khi nào tín hiệu này tác động với khoảng thời gian lớn hơn một chu kỳ quétthì vi xử lý coi như không có tín hiệu này

- Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, thường các hệ thống chấp hành là các hệ thống

cơ khí nên tốc độ quét như trên có thể đáp ứng được các chức năng của dây chuyền sảnxuất Để khắc phục thời gian quét dài, ảnh hưởng đến chu trình sản xuất các nhà thiết kếcòn thiết kế hệ thống PLC cập nhật tức thời, các hệ thống này thường được áp dụng chocác PLC lớn có số lượng I/O nhiều, truy cập và xử lý lượng thông tin lớn

3.2 Cấu trúc chương trình của S7 – 200

- Có thể lập trình cho S7 – 200 bằng cách sử dụng một trong những phần mềm sauđây:

+ Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND)+ Chương trình con là một bộ phận của chương trình Các chương trình con phảiđược viết sau lệnh kết thúc chương trình chính, đó là lệnh MEND

+ Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình Nếu cần sử dụngchương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính MEND

- Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trìnhchính Sau đó đến các chương trình xử lý ngắt Bằng cách viết như vậy, cấu trúc chươngtrình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình sau này Có thể tự dotrộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính

Hình1.11 Cấu trúc chương trình của S7 – 200

Hình 1.12 Hình ảnh thực tế của PLC SIMATIC S7 – 200

3.3 Phương pháp lập trình

3.3.1 Ladder Logic: LAD:

Là phương pháp lập trình hình thang, thích hợp trong ngành điện công nghiệp

Hình 1.19

4 Kết nối dây giữa PLC và các thiết bị ngoại vi.

Việc kết nối dây giữa PLC với ngoại vi rất quan trọng Nó quyết định đến việcPLC có thể giao tiếp được với thiết bị lập trình (máy tính) cũng như hệ thống điều khiển

có thể hoạt động đúng theo yêu cầu được thiết kế hay không Ngoài ra việc nối dây cònliên quan đến an toàn cho PLC cũng như hệ thống điều khiển

4.1 Giới thiệu CPU 214 và cách kết nối với thiết bị ngoại vi.

RUN STOP

I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6

Q1.0 Q1.1 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7

Biến trở Ngõ ra

Công tắc chọn kiểu hoạt động

Bộ nhớ

Báo trạng thái hoạt động của CPU

Cổng PPI

* Công tắc chọn chế độ làm việc:

Hình 1.21

+ RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ, PLC sẽ chuyễn từ

RUN sang STOP nếu gặp sự cố

+ STOP: PLC dừng công việc thực hiện chương trình ngay lập tức.

+ TERM: cho phép máy lập trình quyết định chế độ làm việc của PLC Dùng

phần mềm đều khiển RUN, STOP

Để cho bộ điều khiển lập trình này hoạt động được thì người sử dụng phải kết nốiPLC với nguồn cung cấp và các ngõ vào ra của nó với thiết bị ngoại vi Muốn nạpchương trình vào CPU, người sử dụng phải soạn thảo chương trình bằng các thiết bị lậptrình hoặc máy tính với phần mềm tương ứng cho loại PLC đang sử dụng và có thể nạptrực tiếp vào CPU hoặc copy chương trình vào card nhớ để cắm vào rãnh cắm card nhớtrên CPU của PLC Thông thường khi lập trình cũng như khi kiểm tra hoạt động của PLCthì người lập trình thường kết nối trực tiếp thiết bị lập trình hoặc máy tính cá nhân vớiPLC Như vậy, để hệ thống điều khiển khiển bằng PLC hoạt động cũng như lập trình cho

nó, cần phải kết nối PLC với máy tính cũng như các ngõ vào ra với ngoại vi

* Kết nối với máy tính.

Đối với các thiết bị lập trình của hãng Siemens có các cổng giao tiếp PPI thì có thểkết 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 Sơ đồ nối máy tính với CPU thuộc họ S7-200 đượccho như hình 1.31

Hình 1.22 Kết nối máy tính với CPU qua cổng truyền thông PPI sử dụng cáp PC/PPI

Tùy theo tốc độ truyền giữa máy tính và CPU mà các công tắc 1,2,3 được để ở vị tríthích hợp Thông thường đối với CPU 214 thi tốc độ truyền thường đặt là 9,6 KBaud (tứccông tắc 123 được đặt theo thứ tự là 010)

Tùy theo truyền thông là 10 Bit hay 11 Bit mà công tắc 4 được đặt ở vị trí thíchhợp Khi kết nối bình thường với máy tính thì công tắc 4 chọn ở chế độ truyền thông 11Bit

Công tắc 5 ở cáp PC/PPI được sử dụng để kết nối port truyền thông RS-232 củamột modem với S7-200 CPU Khi kết nối bình thường với máy tính thì công tắc 5 đượcđặt ở vị trí data Comunications Equipment (DCE) Khi kết nối cáp PC/PPI với mộtmodem thì port RS-232 của cáp PC/PPI được đặt ở vị trí Data Terminal Equipment(DTE)

* Kết nối vào/ra với ngoại vi Kết nối đều khiển:

Các ngõ vào của PLC có thể được chế tạo là một khối riêng, hoặc kết hợp với cácngõ ra chung trong một khối hoặc được tích hợp trên khối CPU Trong trường hợp nàocũng vậy, các ngõ vào cũng phải được cung cấp nguồn riêng với cấp điện áp tùy thuộcvào loại ngõ vào Cần lưu ý trong một khối ngõ vào cũng như các ngõ vào được tích hợpsẵn trên CPU có thể có các nhóm được cung cấp nguồn độc lập nhau Vì vậy cần lưu ýkhi cấp nguồn cho các nhóm này Nguồn cung cấp cho các khối vào của họ S7-200 có thểlà:

Model Desription Power Supply Input Typers Output Types

221 DC/DC/DC

221 AC/DC/Relay

20.4-28.8VDC85-264 VAC47-63 Hz

Chú ý: phân biệt loại cấp nguồn nuôi cho PLC.

Loại DC có nguồn nuôi có kí hiệu là M, L+.Loại AC có nguồn nuôi có kí hiệu là N, L1.Relay

Ngỏ vào

Giả sử cần kết nối một công tắc, hoặc một nút nhấn cho ngỏ vào PLC.

Chân 1M, 2M nối chung với chân M

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

Ngỏ ra:

Kết nối PLC điều khiển đèn Light, điều khiển Relay, các cơ cấu chấp hành khác,

…

Chân 1L, 2L nối vào nguồn dương

Từng ngỏ ra từ PLC nối vào một đầu của tải, đầu còn lại của tải nối vào nguồn âm

CPU 224 DC/DC/DC

Hình1.27

120/240 VAC Power

Hình1.28

Lưu ý: Điện áp cấp nguồn nuôi.

Power Output: Không được cấp cho tải

4.2 Ví dụ kết nối ngõ vào/ra của PLC từ một sơ đồ điều khiển có tiếp điểm.

Trong nhiều trường hợp, cần cải tạo một hệ thống điều khiển với rơ le và contactorthành hệ thống điều khiển với PLC Một câu hỏi đặt ra là chúng ta cần giữ lại những phầnnào trong hệ thống điều khiển, còn phần nào sẽ loại bỏ đi?

Để dễ dàng trong việc chuyển đổi, có thể áp dụng phương pháp sau để chuyển đổi

từ một hệ thống điều khiển cũ sang điều khiển với PLC:

4.2.1 Về phần cứng:

- Xác định các bộ tạo tín hiệu (ví dụ: nút nhấn, công tắc, cảm biến ) cần thiếtnhất trong hệ thống điều khiển, mỗi bộ tạo tín hiệu tùy theo loại tạo ra tín hiệu nào nênđược kết nối với một ngõ vào của PLC tương ứng, ví dụ nếu bộ tạo ra tín hiệu nhị phânthì được kết nối với các ngõ vào số, còn bộ tạo ra tín hiệu tương tự thì kết nối với ngõvào tương tự (ngõ vào analog) Còn các bộ tạo tín hiệu còn lại nếu không cần thiết thì cóthể bỏ đi và sẽ được thực hiện bằng chương trình trong PLC

- Tương tự xác định các cơ cấu chấp hành (đối tượng điều khiển) cần thiết nhất,thông thường các đối tượng này là các đèn báo, contactor chính, van từ, v.v Tuỳ theoloại mà mỗi đối tượng điều khiển có thể kết nối trực tiếp hoặc gián tiếp với các ngõ ratương ứng, mỗi một đối tượng điều khiển cần một ngõ ra Nếu các đối tượng điều khiểncần dòng điều khiển lớn thì yêu cầu phải sử dụng rơ le trung gian Ví dụ như cáccontactor chính điều khiển các động cơ công suất lớn thì ngõ ra của PLC sẽ được nối vớimột rơ le trung gian và thông qua tiếp điểm của rơ le trung gian để điều khiển cáccontactor này Còn các đối tượng điều khiển không tác động trực tiếp đến quá trình điều

khiển mà chỉ đóng vai trò trung gian hỗ trợ cho quá trình điều khiển như rơ le trung gianthì có thể loại bỏ và được thay thế bằng một ô nhớ nào đó trong chương trình của PLC.

- Sau khi đã xác định được số lượng các ngõ vào, ngõ ra cần thiết và hệ thống điệncung cấp cho phần điều khiển thì tiến hành đến việc lựa chọn loại PLC phù hợp

- Thiết lập bảng xác định các ngõ vào/ra với các ngoại vi tương ứng và chú ý ghichú lại càng chi tiết càng tốt

- Thực hiện việc nối dây các ngõ vào, ngõ ra của PLC với các bộ tạo tín hiệu điềukhiển và đối tượng điều khiển Trong quá trình nối dây cần lưu ý đến các nguyên tắc antoàn trong hệ thống điều khiển

- Tất cả việc kết nối dây trong hệ thống điều khiển trước đây sẽ được biến đổithành chương trình trong PLC

4.2.2 Về phần mềm:

Việc viết chương trình có thể thực hiện theo hai cách:

Cách 1: Tùy theo yêu cầu công nghệ mà có thể thiết lập giải thuật điều khiển và

viết chương trình theo giải thuật điều khiển này

Cách 2: Vẫn duy trì hoạt động của hệ thống như cũ, hay nối khác đi là không cầnthiết phải lập lại giải thuật điều khiển vì tất cả đã được thiết kế trong sơ đồ điều khiểncứng trước đây mà chỉ cần biến đổi sơ đồ điều khiển này thành chương trình trong PLC.Cách này tương đối dễ dàng và có thể không bị lỗi khi lập trình

Trong phần này trình bày phương pháp chuyển đổi theo cách 2 theo các bước nhưsau:

- Thực hiện viết chương trình lần lượt cho mỗi đối tượng điều khiển, mỗi đốitượng điều khiển được viết ở một đoạn chương trình và có ghi chú cụ thể để dễ dàng sữalỗi

- Chỉ có các điều kiện cần thiết nhất cho đối tượng điều khiển mới được viết vàođoạn chương trình điều khiển nó

- Nếu một số đối tượng điều khiển có cùng chung một nhóm điều kiện, thì nhómđiều kiện này nên được được viết riêng ở một đoạn chương trình và cất kết quả vào một ônhớ trong PLC Nếu đối tượng điều khiển nào cần nhóm điều kiện này thì chỉ cần lấy kếtquả được chứa trong ô nhớ Điều này giúp cho cấu trúc chương trình mạch lạc và việcđọc chương trình trở nên dễ dàng hơn

- Các đối tượng điều khiển không cần thiết (ví dụ contactor trung gian) sẽ đượcthay thế bằng một ô nhớ trong PLC Nếu các đối tượng điều khiển nào cần đến tiếp điểmcủa rơ le trung gian này thì chỉ cần thay thế bằng tiếp điểm của ô nhớ

- Tùy theo hệ thống điều khiển có phức tạp hay không mà có thể phân chia thànhnhiều khối chương trình để dễ dàng trong quá trình quản lý

214 DC/DC/relay Do contactor K1 và K2 không được phép có điện đồng thời nên theoquan điểm an toàn cần phải khóa chéo hai contactor này lại với nhau.

Bảng xác định kết nối vào/ra với ngoại vi

Ký hiệu Địa chỉ Chú thích

S0 I0.0 Nút nhấn dừng, thường đóng

S1 I0.1 Nút nhấn mở cửa, thường hở

S2 I0.2 Nút nhấn đóng cửa, thường hở

S3 I0.3 Công tắc hành trình giới hạn cửa mở, thường đóng

S4 I0.4 Công tắc hành trình giới hạn cửa đóng, thường đóng

K1 Q0.0 Cuộn dây contactor K1, điều khiển mở cửa

K2 Q0.1 Cuộn dây contactor K2, điều khiển đóng cửa

H1 Q0.2 Đèn báo cửa đang mở

H2 Q0.3 Đèn báo cửa đang đóng

Hình 1.29 Kết nối ngõ vào/ra của PLC từ một sơ đồ điều khiển có tiếp điểm

5 Kiểm tra việc kết nối dây bằng phần mềm

Một công việc quan trọng cho người lắp đặt và vận hành là biết được các kết nốicủa các ngõ vào/ra với ngoại vi có đúng hay không trước khi nạp chương trình điều khiểnvào CPU Hoặc khi một hệ thống đang hoạt động bình thường nhưng một sự cố hư hỏngxảy ra thì các phần ngoại vi nào bị hư và phát hiện nó bằng cách nào Trong phần mềm

Step 7 Micro/Win có trang bị thêm phần này đó là mục Status Chart.

5.2 Đọc và thay đổi biến với Status Chart

Hình dưới đây chỉ một ví dụ về cách sử dụng Status Chart Để đọc hay ghi các biến chúng ta thực hiện theo các bước sau:

Hinh 1.30

Bước 1: Ở ô đầu tiên trong Address chúng ta nhập vào địa chỉ hay tên ký hiệu của 1

biến trong chương trình ứng dụng mà bạn muốn đọc hoặc ghi, sau đó nhấn Enter Lập lại bước này cho tất cả các biến mà bạn muốn thêm vào biểu đồ

Bước 2: Nếu biến là một Bit (ví dụ : I, Q hoặc M), thì kiểu biến đặt ở cột Format là

Bit Nếu biến là một Byte, Word hay Double Word thì chọn ở cột Format và nhấp đúp chuột để tìm kiểu biến mong muốn

Bước 3 : Để xem giá trị hiện hành của một biến trong PLC trong biểu đồ, hãy nhấp

chuột vào biểu tượng

Bước 4: Để dừng việc cập nhật trạng thái thì nhấp chuột vào biểu tượng trở về

vị trí cũ

Bước 5: Để thay đổi 1 giá trị, hãy nhập một giá trị mới vào cột ‘New Value’ và

nhấp chuột vào biểu tượng để ghi giá trị vào CPU

Cưỡng bức biến với Status Chart:

Để cưỡng bức biến trong Status Chart với 1 giá trị xác định, thực hiện các bước sau:

Nhấp hoặc cuộn ô chứa giá trị hiện hành mà bạn muốn cưỡng bức Nhấp chuột vào biểu tượng ở trên vị trí giá trị hiện hành để cưỡng bức biến giá trị đó.

Bước 4: Để cưỡng bức một giá trị mới cho một biến, nhập giá trị vào cột “New

Value” và nhấp chuột vào biểu tượng

Bước 5: Để xem giá trị hiện hành của tất cả các biến bị cưỡng bức, kích chuột vào

biểu tượng Read Force

Bước 6: Để cho tất cả các biến trở lại trạng thái bình thường, hãy kích chuột vào

biểu tượng Unforce All

6 Cài đặt và sử dụng phần mềm STEP 7 – Micro/win 32

6.1 Những yêu cầu đối với máy tính PC”

Máy tính cá nhân PC, muốn cài đặt được phần mềm STEP 7-Micro/Win phải thoảmãn những yêu cầu sau đây:

- 640 Kbyte RAM (ít nhất phải có 500 Kbyte bộ nhớ còn trống)

- Màn hình 24 dòng , 80 cột ở chế độ văn bản

- Còn khoảng 2 Mbyte trống trong ổ đĩa cứng

- Có hệ điều hành MS-DOS ver 5.0 hoặc cao hơn

- Bộ chuyển đổi RS232-RS485 phục vụ ghép nối truyền htông trực tiếp

giữa máy tính và PLC (truyền thông online)

Truyền thông giữa STEP 7-Micro/Win với S7-200 CPU qua cổng truyền thông ởphía đáy của PLC Sử dụng cáp có bộ chuyển đổi RS232-RS485, được gọi là cáp PC/PPI,

để nối máy tính với PLC tạo thành mạch truyền thông trực tiếp

Cắm 1 đầu của cáp PC/PPI với cổng truyền thông 9 chân của PLC, còn đầu kia với cổngtruyền thông nối tiếp RS-232C của máy PC Nếu máy PC có cổng truyền thông nối tiếpRS232 với 25 chân, thì phải ghép nối qua bộ chuyển đổi 25 chân/9 chân để có thể ghépnối với cáp truyền thông PC/PPI

6.2 Cài đặt phần mềm lập trình STEP 7-Micro/Win 32.

- Nhấn Enter vào biểu tượng setup

- Sau đó, xác nhận các thông tin bằng cách nhấn các tiếp OK, NEXT,CONTINUE,…

- Sau đó Retar máy tính, sau khi cài xong

C Câu hỏi, bài tập.

Câu 1: Trình bày tên các phương pháp lập trình PLC S7 – 200?

Câu 2: PLC S7 – 200 có các loại ngõ ra nào?

Câu 3: Vẽ sơ đồ kết nối PLC S7 – 200 CPU AC/AC/RELAY, ngõ vào là một nút nhấn,

ngõ ra là một bóng đèn xoay chiều và một động cơ một chiều?

BÀI 2 CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN PLC

A Mục tiêu bài giảng

- Trình bày được các chức năng của RS, Timer, counter (bộ định thời, bộ đếm)

- Ứng dụng linh hoạt các chức năng của RS, Timer, counter trong các bài toán thựctế: Lập trình, kết nối, chạy thử

- Rèn luyện tính tỉ mỉ, sáng tạo trong công việc

Sử dụng không hạn định số lệnh tiếp điểm trên cùng một 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

b Tiếp điểm thường đóng

N

I0.0

Ví dụ:

Bình thường tiếp điểm này sẽ đóng mạch, khi có tín hiệu mức 1 (24VDC) vào I0.1thì làm tiếp điểm này sẽ hở ra

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 I0.1 và I0.2 cùng đóng

Ngõ ra bằng 0 khi chỉ 1 trong 2 ngõ vào bằng 0 Bằng 1 khi cả 2 ngõ vào này bằng

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

Khi kết nối 2 ngõ vào I0.1 và I0.2 bằng 2 nút nhấn thì phải viết chương trình có tự duy trì

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

I0.1

1.1.2 Các tiếp điểm đặc biệt.

a Tiếp điểm đảo

LAD

Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp, nếu dòng cung cấp có tiếp điểm đảo thì nó ngắt mạch, nếu không có tiếp điểm đảo thì nó thông mạch

STL NOT Lệnh đảo giá trị của bit đầu tiên lên ngăn xếp

b Tiếp điểm phát hiện cạnh lên

LAD

Tiếp điểm phát hiện cạnh lên sẽ phát ra một xung khi đầu vào tiếp điểm P có sự chuyển đổi từ mức thấp lên mức cao

Tiếp điểm tạo xung liên tục, với chu kỳ là 60 giây 30 giây đầu ở mức thấp, 30 giây sau ở mức cao.

1.2 Các lệnh liên kết logic cơ bản

a Lệnh AND (A)

Hình 2.1 Sơ đồ mạch điện

Hình 2.2 Chương trình được viết trong PLC ở LAD và STL

b Lệnh OR (O)

1.3 Liên kết các cổng logic cơ bản

a Mạch hỗn hợp 1: AND trước OR

Hình 2.4 Sơ đồ mạch điện

Xác lập vào/ra

Hình 2.5 Bảng xác lập vào/ra

Hình 2.6 Chương trình viết trong PLC biểu diễn ở LAD và STL

Mô tả: Ngõ ra của loại cổng liên kết này luôn có tín hiệu bằng 1, khi hai ngõ vào

có giá trị giống nhau (hoặc 0 hoặc 1)

Mạch B:

Khi nhấn S3, ngõ vào I0.3 có tín hiệu 1, làm cho ngõ ra Q0.2 (K2) có tín hiệu 1.Cuộn dây K2 có điện Khi nhấn S4 (ngõ vào I0.4) ngõ ra Q0.2 sẽ có tín hiệu 0, cuộn dâyK2 mất điện

Vẽ sơ đồ chức năng và sơ đồ công tắc theo các sơ đồ mạch điện ở hình 2.12 và2.13.

Viết bảng câu lệnh cho hai sơ đồ nói trên

Viết chương trình bằng thiết bị lập trình và chuyển vào PLC

Thử chương trình

c Mạch điều khiển tuần tự cưỡng bức

Xác lập vào/ra

Kí hiệu Điạ chỉ Chú thíchS1 I0.1 Nút nhấn thường đóngS2 I0.2 Nút nhấn thường mởS3 I0.3 Nút nhấn thường mởK1 Q0.1 Khởi động từ

K2 Q0.2 Khởi động từ