Luận văn, đồ án tốt nghiệp, đề tài tốt nghiệp
Trang 1ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
GIOI THIEU SO LUQC VE PLC
Điều khiển tự động không còn mới mẻ trên thế giới Nó đã có mặt từ rất sớm từ khi nền khoa học công nghệ của con người có những tiến bộ đầu tiên Bắt đầu từ việc con người không thỏa mãn những nhu cầu trong sinh hoạt và lao động sản xuất, những
ứng dụng điều khiến tự động đầu tiên đã ra đời đề thỏa mãn những nhu cầu đó Tiếp
theo là trong quá trình phân công lao động đã đây ngành Điều khiển tự động đã trở
thành một ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu và ứng dụng của ngành Điều
khiển tự động vào lao động sản xuất, đời sống sinh hoạt của con người,kết hợp với
nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác Trong nông nghiệp, Trong công nghiépTrong
sinh hoạt
PLC ngày càng có nhiều ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp nhờ vào các tính năng ưu việc mà nó có được: PLC có khả năng thay thế hoàn toàn các phương
pháp điều khiển trước đây,khả năng điều khiển thiết bị dé dang va linh hoạt dựa vào việc lập trình trên 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, đình chỉ những chức năng của máy hoặc một dây
chuyền công nghiệp Đề hiểu rõ về bộ điều khiển lập trình PLC này nhóm em đã
chọn đề tài “MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC BĂNG CHUYEN PHAN LOAI SAN
PHAM GIAO TIEP PLC VOI WINCC”
Trong quá trìnhnh tìm hiểu và hoàn thành đề tài, nhóm đã có nhiều cố gắng tim hiểu và học hỏi những kiến thức cần thiết để hoàn thành tốt đề tài Tuy nhiên, đo thời gian nghiên cứu có hạn và kiến thức chúng em còn co nhiều hạn chế,co nhiều sai sót,
mong được sự thông cảm của quý thầy cô
Trang 2ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
LOI CAM ON
Trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành đề tài, nhóm đã nhận được nhiều sự
giúp đỡ của quý thầy cô và các bạn Nhóm xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong
khoa Công nghệ Điện tử đã tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm có thời gian và điều kiện
mọi mặt để nghiên cứu Nhóm cũng xin chân thành cảm ơn Giáo viên hướng dẫn — Ths.Trần Văn Trinh đã truyền đạt những kiến thức về chuyên ngành rất bé ich và cần
thiết để nhóm hoàn thành tốt đề tài này
Trang 3Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
Nhận xét của giúo viên hướng dân:
Trang 4Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC Nhận xét của giáo viên phản biện:
Trang 5ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC Giới thiệu sơ lt v PLUC ô-s<s<see+seâEvseetvseetrvseetrssetrsaeerrsssrre 1
0v 2
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 2-2 2 2+ >++£++E£xezxzzezxezxerxe 3 Nhận xét của giáo viên phản biện .- 5 5255 S+**+E£+EE+eEeeerrereeesee 4
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VÈ PL/C -e s°©css©sscss 6 1/ KHÁI NIỆM HỆ THÓNG ĐIÊU KHIÉN . 2¿©25c555cce2 6 2/CÁU HÌNH HỆ THÓNG -.2 22©252222+t2EEEEEEEEEEveEErrerrrrerrree II 3/CÁU TRÚC BỘ NHỚ 16 4/ LAP TRÌNH PLC cà 22 5/ CÁC MODULE MỞ RỘNG 37 CHƯƠNG 2 : MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC 1/MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC 2/ SO DO NGUYEN LY .45 3/ SƠ ĐỎ CHI TIÉC - 2 2= ++9EEE2EEESEE1121122E112711711171E121E21e 1e, 46 4/ CÁC CẢM BIỂN 0222222222222 11111111 k kg CHUONG 3: PHAN MEM STEP7- MICROWIN32 1/GIAO DIỆN PHAN MEM .ccsssssssessosesssscssseesssecsssccssecssseessseesscesseces 51 2/ LẬP TRÌNH TUYẾN TÍNH VÀ CẤU TRÚC . - 56 3/CAC BUOC DE LAP TRINNH CHO MOT CHUONG TRINH DIEU
KHIEN CHO PLC S$7-200 000ccccccccceesseececseeeecseeecsseeeeeseaes 57 4/ TAP LENH TRONG S7-200 csssssssssessssessssesssessssecesseessecesseccasecesseeess 59
CHUONG 4: LAP TRINH WINCC VOT S7 — 200 .sssscssscssscssccsserssccecesseene 89 1/ DUNG WINCC TAO GIAO DIEN GOM 2 NUT NHAN ON VA OFF
2)5827062)500807 4 89 2/ THIẾT LẬP GIAO DIỆNVÀ VẼ ĐỎ THỊ ĐÁP ỨNG 100 CHƯƠNG 5:MỘT SÓ BÀI TẬP ƯNG DỤNG CÚA PLC 106
Trang 6ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
CHƯƠNG I SƠ LƯỢC VÈ PLC
1 KHAI NIEM HE THONG DIEU KHIEN:
Hệ thống điều khién là tập hợp các thiết bị và dụng cụ điện tử Nó được dùng để vận hành một quá trình hoặc một hoạt động chế tạo một cách ồn định, chính xác và
thông suốt Nó hoạt động đưới bắt kỳ những thức nào và khác nhau trong phạm vi của
thiết bị, từ cung cấp năng lượng đến một thiết bị bán dẫn
Ngày nay việc tăng nhanh công nghệ cũng như nhu cầu tự động hoá rất cao,
đặc biệt là trong công nghiệp, công việc điều khiển rắc rối phức tạp được hoàn thành với một hệ tự động hóa cao Thiết bị mà có thể phục vụ cho việc điều khiến này một
cách thông minh, chính xác thì phải cần nói đến là PLC - PLC viết tắt của
Programmable Logic Controller , 1a thiét bi diéu khién lập trình được (khả trình) cho
phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập
trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm
PLC là thiết bị đieu khien lập trình được, được thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lý từ đơn giản đến phức tạp la một hệ thống tự động, ngoài các tín hiệu nối kết đến các đường thiết bị ( như là các bảng điều khiến,
motor, sensor, ) PLC còn có khả năng chuyên giao mạng, nghĩa là các PLC sẽ nối
lại với nhau theo chuẩn giao tiếp của từng loại PLC và vì vậy có thể cho phép xứ lý một hệ thống lớn và xử lý kết hợp
1.1 PLC (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER ):
PLC được nhiều hãng chế tạo, và mỗi hãng có nhiều họ khác nhau, và có nhiều phiên
bản trong mỗi họ, chúng khác nhau về tính năng và giá thành, phù hợp với bài toán đơn giản hay phức tạp Ngoài ra còn có các bộ ghép mở rộng cho phép ghép nhiều bộ PLC nhỏ để thực hiện các chức năng phức tạp, hay giao tiếp với máy tính tạo thành
Trang 7ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
một mạng tích hợp, việc thực hiện theo dõi, kiểm tra, điều khiển một quá trình công
nghệ phức tạp hay toàn bộ một phân xướng sản xuất Mặc dù vậy, một hệ thống điều khiển dùng bất cứ loại PLC nào đều cũng có cấu trúc như hình sau :
+ Ngõ vào dạng số: gồm hai trạng thai ON va OFF Khi 6 trang thai ON thi ngõ vào số được coi như ở mức logic 1 hay mức logic cao Khi ở trang thai OFF thi ngõ vào có thể được coi như ở mức logic 0 hay mức logic thấp
+ Ngõ ra số: gồm hai trạng thái ON và OFF Các ngõ ra này thường được nối ra
để điều khiển các cuộn đây contactor, đèn tín hiệu
+ Thiết bị đầu vào: gồm các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển thương là nút nhấn, cảm biến
1.2 Nguyên lý hoạt động của PLC :PLC là bộ điều khiển mà tùy thuộc vào người sử dụng nó có thể thực hiện một loạt hay trình tự các sự kiện, các sự kiện này
được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (hay còn gọi là công vào) tác động vào
PLC hoặc qua các hoạt động có trẻ như thời gian định thời hay các sự kiện được đếm
: CPU điều khiến các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương
trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình „ sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trang thái ngõ ra ấy được phát đến các thiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình
điều khiển được giữ trong bộ nhớ
Một khi một sự kiện được kích hoạt, thật sự là nó bật ON hay OFF thiết bị bên ngoài
hay còn gọi là thiết bị vật lý ( các thiết bị này gắn vào cổng ra của nó ) Như vậy chúng ta có thê hiểu rằng PLC là một bộ “điều khiển logic theo chương trình “ Ta chỉ
cần thay đổi chương trình cài đặt trong PLC là PLC có thể thực hiện được các chức năng khác nhau, điều khiển trong những môi trường khác nhau
Cấu trúc PLC có thể được phân thành các thành phần như hình vẽ:
Trang 8ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC Power Supply
Input Central Processing Unit Output
Interface (CPU) Interface
Memory
- Đơn vị xử lý trung tâm: CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ
xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ
tự từng lệnh trong chương trình , sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy
được phát đến các thiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó
đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ
- Hệ thống Bus: Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm
nhiều đường tín hiệu song song:
+ Address Bus : Bus dia chi ding dé truyền địa chỉ đến các Module khác
nhau
+ Data Bus : Bus dùng đề truyền đữ liệu
+ Control Bus : Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điều khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC
- Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các module vào ra thông qua Data Bus Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền § bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song
- Nếu một module đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus , nó sẽ
chuyên tất cả trạnh thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu một địa chỉ byte cua 8 dau ra xuất hiện trên Address Bus, module đầu ra tương ứng sẽ nhận được đữ liệu từ Data bus Control Bus sẽ chuyền các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động
của PLC Các địa chỉ và số liệu được chuyền lên các Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế
- Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đồi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bên cạnh đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1,§ MHZ Xung này quyết
Trang 9ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống - Bộ nhớ:
+ PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp : Làm bộ định thời cho các
kênh trạng thái LO Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời,
đếm, ghi các Relay
+ Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ Địa chi của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử lý Bộ vi
xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo Với một địa chỉ mới , nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đấu ra, quá trình này được gọi
là quá trình đọc Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bỡi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi
mạch này có khả năng chứa 2000 - 16000 dòng lệnh , tùy theo loại vi mạch Trong
PLC các bộ nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng
+ RAM (Random Access Memory ) có thê nạp chương trình, thay đổi hay
xóa bỏ nội dung bất kỳ lúc nào Ndi dung cia RAM sẽ bị mắt nếu nguồn điện nuôi bi mất Để tránh tình trang nay, cac PLC déu duoc trang bi một pin khô, có khả năng
cung cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM được dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình Khuynh hướng hiện nay dùng
CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn
+ EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được Nội dung của EPROM không bị mất khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đã được nhà
sản xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng không muốn mở rộng bộ
nhớ thì chỉ đùng thêm EPROM gắn bên trong PLC Trên PG (Programer) có sẵn chỗ ghi và xóa EPROM
+ EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) lién kết với những truy xuất linh động của RAM và có tính ồn định Nội dung của nó có
thể được xóa và lập trình bằng điện, tuy nhiên số lần là có giới hạn
Trang 10ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
Môi trường ghi dữ liệu thứ tư là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụng trong máy lập trình Đĩa cứng hoặc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng đề lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài
Kích thước bộ nhớ :
+ Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 -1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ
chế tạo
+ Các PLC loại lớn có kích thước từ IK - 16K, có khả năng chứa từ 2000 - 16000 dòng lệnh Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM ,
EPROM
-Các ngõ vào ra I/O: trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nén dé dàng và đơn giản Bộ Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các module ( các đầu vào của PLC ), các cơ cấu chấp hành được nối với các module ra ( các đầu ra của PLC ) Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín
hiệu xử lý là 12/24VDC hoặc 100/240VAC Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I/O được cung cấp bởi các đèn LED xử lý đọc và
xác định các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực hiện việc đóng hay ngắt mạch ở
đầu ra
1.3 THIET BI I/O ( Input/Output devices)
Thiét bi nhập ( Input devices ) : Sự “thông minh” của một hệ thống tự động hoá phụ thuộc vào khả năng của PLC: đọc các tín hiệu từ các kiểu khác nhau như : Nút ấn, phím, cầu dao, hoặc các thiết bị cảm ứng tự động đặc biệt như proximity switch, limit
switch, photoelectric sensor, level sensor kiểu của các tín hiệu nhập đến PLC sé la
logic ON/OFF hoặc tín hiệu tương tự
Thiết bị xuất ( Output devices ): Hệ thống tự động là chưa đầy đủ và hệ thống
PLC gần như tê liệt khi không có sự giao điện, liên lạc với trường thiết bị xuất Một
vài của phần lớn chung các thiết bị được điều khiển 14 motor, solenoids, relay
indicators, buzzer Xuyén suốt các hoạt dong cua motors va solenoids, PLC có thé
điều khiển từ một chọn đơn lẻ và nơi hệ thống đến nhiều hệ thống servo phức tạp Đây
Trang 11ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC là kiểu của thiết bị xuất là cơ cấu của một hệ thống tự động hoá và vì thế nó ảnh
hưởng trực tiếp đến quá trình của hệ thống
1.4 THỜI GIAN QUÉT ( Scan Time)
Quá trình của việc đọc tín hiệu nhập, thi hành chương trình và cập nhật xuất
được biết như là “quét “ Thời gian quét thông thường là quá trình liên tục và thi hành
một chuỗi nối tiếp nhau của việc đọc trạng thái trạng thái nhập, xác định mức điều khiển logic và cập nhật lại việc xuất ra tín hiệu điều khiển Sự chỉ ra rõ thời gian quét làm thế nào đề cho bộ điều khiển có thể đáp ứng nhanh đến trường nhập và sự giải đáp
chính xác cho logic điều khiển
LO Update
Program Scan
Những yếu tố ảnh hưởng đến thời gian quét : Thời gian đòi hỏi đề làm scan đơn có giá trị thay đổi từ 0.1 ms đến vài chục ms được xác định trên tốc độ truy xuất CPU của nó
và độ dài chương trình của người sử dụng
2 CÁU HÌNH HỆ THÓNG
2.1 CÁU HÌNH PHẢN CỨNG:
PLC ban chat là bộ điều khiển lập trình và được xem như là máy tính công nghiệp, do công nghệ ngày càng cao vì vậy lập trình PLC cũng ngày càng thay đổi về cầu
hình hệ thống mà quan trọng nhất là bộ xử lý trung tâm ( CPU ), sự thay đổi này
theo các cách nhằm làm cải thiện một số tính năng, số lệnh, bộ nhớ, số đầu I/O, téc độ quét Vì vậy xuất hiện rất nhiều loại PLC
S7-200 là thiết bị điều khiển logic loại nhỏ của hãng Siemens (Đức) có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng Các modul này được sử đụng cho nhiều
ứng dụng lập trình khác nhau Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU
224:
Trang 12Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC Trong phạm vi giáo trình này ta chỉ chú ý phân tích S7-200 với CPU 224 bao
e 4096 từ đơn ( 4K byte ) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile để lưu chương trình
(vùng nhớ có giao diện với EEROM)
e 2560 từ đơn ( 2.5K byte ) kiểu đọc/ghi để lưu đữ liệu trong đó 512 từ đầu thuộc
mién non-volatile
¢ 14 céng vao va 10 cong ra logic
e_ Có 7 modul để mở rộng thêm cổng vào/ra bao gồm bao gồm cả modul analog e_ Tổng số công vào/ra cực đại là 128 công vào và 128 cổng ra
e 256 Timer chia lam 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 timer l ms, 16 timer 10
ms, va 108 timer 100ms
¢ 256 b6 dém chia lam ba loại : chỉ đếm tiến, chỉ đếm lùi và vừa đếm tiến vừa đếm
lùi
e_ 688 bit nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc
Trang 13Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
qT Cửa trên: - `
ell, | * e = Cap nguén PLC
Đèn báo trạng thái làm -ứ ng —— © Giao tiệp ra điêu khiên việc PLC | Cửa bên : - e _ Công tắc định chê độ làm viêc Cửa dưới:
e _ Giao tiệp vào điêu khiên e Dau vao Sensor
Céng giao tiép may tinh -+
Mô tả các đèn báo trên S7-200, CPU 224:
e SF: dén d6 bao hiệu hệ thống bị hỏng Đèn sáng lên khi PLC có hỏng hóc
e Run: dén xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy
¢ Stop: dén vang STOP chi dinh rang PLC đang ở chế độ dừng Dừng
chương trình đang thực hiện lại 2.2 SO DO DAU DAY:
CPU 224 có hai loại thông dụng dựa vào ký hiệu trên nắp máy bao
gồm:CPU 224 DC /DC/DC, CPU 224 AC/DC/ RLY
*Loại CPU 224 DC / DC /DC:
Cần được cấp nguồn điện một chiều DC 24V, các đầu vào và đầu ra
cũng cần được cấp nguồn điện DC 24 V Sơ đồ đấu dây :
Trang 14Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC 24 VDCPower ex Fimo ÊÏT: 888 89H88HHHHH8H98S 1M 1+ 00 01 02 03 04 2M 2L+ 05 06 07 10 11|@| 1+ M L+ DC = / z ct = Sensor Power 1M 00 01 02 03 04 05 06 07 2M 10 11 12 13 14 15|[M le SSS SSS bi Sibibi be ikh ĐEEE # 4í ((([(f [à({{ [( f‡ se *Loai CPU 224 AC/ DC/ RLY:
Cần được cấp nguồn điện xoay chiều một pha 220ACV, các đầu vào cần được cấp nguồn điện DC 24 V và các đầu ra là các rơ le Sơ đồ đấu đây : 120/240 VAC Se 311152110211101, SS@ØẰS6SSSSSSS&SS6G6S®®G [ 1t 00 91 02 03 p A 04 95 06 ®@ 3 07 19 11(ÖQ N tì AC +t—œ—— Sensor Power 1KQ ->——F 56kK2 — Output 1M 00 01 02 03 04 05 08 07 2M 10 11 12 13 14 15M vu | 8&&SSS6S6SS6GS®6S&66® = i a oc
set ACCC (CALL UGE ne
2.3 CONG TRUYEN THONG:
GVHD: Th.S Tran Van Trinh 14
Trang 15
Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
S7-200 sử dụng công truyền thông nối tiếp RS 485 với phích nối 9 chân để
phục vụ cho việc ghép nói với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác Tốc độ
truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là từ 300 đến 38.400 Giải thích Dat 24VDC Truyén va nhận dữ liệu Không sử dụng Dat 5VDC (R nội 1000) 24 VDC(120mA max) Truyền và nhận dữ liệu Không sử dụng > 5 OMA DUNRWNHKE ST
Sơ đồ chân công truyền thông
Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua công RS-232 cần có cáp nói PC/PPI với bộ chuyền đổi RS232/RS485 Computer S7-200 CPU LỊ STEP 7-Micro/WIN 32 PC/PPI Cable
*CÔNG TÁC CHỌN CHÉ ĐỘ LÀM VIỆC CHO PLC :
Công tắc chọn chế độ làm việc cho PLC nằm ở phía trên, bên cạnh các công ra của 57-200, có ba vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC
Trang 16ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ PLC S7-200 sẽ rời khỏi chế độ RUN chuyên sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố, hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN Nên quan
sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo
STOP: Cưỡng bức PLC dừng công việc thực hiện chương trình đang chạy và
chuyển sang chế độ STOP Ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp một chương trình mới
TERM: Cho phép máy lập trình tự quyết định một trong chế độ làm việc cho
PLC hoặc 6 RUN hoac 6 STOP
*CHINH DINH TUONG TU:
Điều chỉnh tương tự ( 2 bộ trong CPU 224) cho phép điều chỉnh các biến tần
phải thay đổi và sử dụng trong chương trình Núm chỉnh Analog được lắp đặt dưới nắp đậy bên cạnh các công ra Thiết bị chỉnh định có thể quay 270 độ
*PIN VÀ NGUÒN NI BỘ NHỚ:
Nguồn ni dùng để nuôi chương trình hoặc nạp một chương trình mới
Nguồn pin có thể được sử dụng để mở rộng thời gian lưu trữ cho các dữ liệu có trong bộ nhớ Nguồn pin tự động chuyền sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng
tụ nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bi
mat đi
3.CÁU TRÚC BỘ NHỚ :
3.1 Phân chia bộ nhớ:
Bộ nhớ của S7-200 được chia thành bốn vùng với một tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi mắt nguồn Bộ nhớ của S7-200 có
tính năng động cao, đọc và ghi được trong toàn vùng, loại trừ phần các bit nhớ đặc
biệt được ký hiệu bởi SM ( special memory ) chỉ có thê truy nhập dé đọc
Trang 17ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC EEPROM Miền nhớ ngoài Vùng đối tượng Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200
e Vùng chương trình: là miền bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương
trình, vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc/ ghi được
e Vùng tham số: là miền lưu trữ các tham số như: từ khoá, địa chỉ trạm cũng
giống như vùng chương trình vùng tham số thộc kiểu non-volatile đọc/ ghi được e Vùng dữ liệu: được sử dụng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền
thông một phần của vùng nhớ này ( IKB đầu tiên đối với CPU 224 ) thuộc kiểu non-volatile đọc/ ghi được
e Vung đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ra tương 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 trọngtrong việc thực hiện một chương trình,
do vậy sẽ được trình bày chỉ tiết ở mục tiếp theo *Ving dữ liệu :
Vùng đữ liệu là một miền nhớ động Nó có thé duoc truy nhập theo từng bít,
từng byte, từng từ đơn( word ) hoặc theo từng từ kép và được sử dụng làm miễn lưu
Trang 18ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC trữ dữ liệu cho các thuật toán, các hàm truyền thông, lập bảng, các hàm dịch chuyên,
xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ
Ghi các đữ liệu kiểu bảng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu bảng thường chỉ được sử dụng theo những mục đích nhất định
Vùng đữ liệu lại được chia ra thành những miền nhớ nhỏ với các công dụng
khác nhau Chúng được ký hiệu bằng các chữ cái đầu của tên tiếng Anh, đặc trưng cho
công dụng riêng của chúng như sau:
V: Variable memory
I: Input image register
Q: Output image register
M: Internal memory bits SM: Special memory bits
Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo timg bit, timg byte, timg tir đơn hoặc từ kép
3.2.THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH:
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là một
vòng quét ( scan) Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các công vào vùng đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình Trong từng vòng quét,
chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc ( MEND) Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi
Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyến các nội dung của bộ đệm ảo tới các
công ra
Trang 19ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC Chuyên dữ liệu từ bộ đệm ảo ra - Sf ừ ngoại vi dữ liệu ngọai vi 8s vào bộ đệm Truyền thôn Re thực hiện và tự kiêm tra chương trình
Vong quét ( scan) trong S7-200
Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra thông thường lệnh không làm việc
trực tiếp với cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn I và 4 do CPU quản lý Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho đừng mọi công việc khác, ngay cá chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra
Nếu sử dụng các chế độ ngắt Chương trình con tương ứng với từng tín hiệu
ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình Chương trình xử lý
ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bat cứ điểm nào trong vòng quét
3.3.CÁU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH CỦA S7-200:
Có thể lập trình cho S7-200 bằng cách sử dụng một trong những phần mềm sau : STEP 7 - Micro/DOS
STEP 7 — Micro/Win
Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên các máy lập trình họ PG7xx và các máy tính cá nhân( PC)
Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính (main program) và sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt được chỉ ra sau đây:
Trang 20ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
e Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND)
e Chuong trinh con là một bộ phận của chương trình Các chương trình
con phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính, đó là lệnh
MEND
e_ Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình Nếu cần sử dụng chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chưong trình
chính MEND
Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính sau đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt Bằng cách viết như vậy, cấu trúc
chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn cho việc đọc chương trình sau này Có
thể tự do trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương
trình chính
Trang 21Đồ án 2 Main Program MEND SBR 0 chuong trinh con 1 RET SBR n Chương trình con thứ n+1 RET INT 0 Chương trình xử lý ngắt thứ 1 RETI RETI
INT n: Chương trình xử lý ngắt thir n+1
Trang 22ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC 4 LẬP TRÌNH PLC
4.1 PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH:
Cách lập trình cho S7-200 nói riêng và cho các PLC cua Siemens noi chung dựa
trên ba phương pháp cơ bản : Phương pháp hình thang ( Ladder Logic viết tắt thành
LAD), phương pháp biểu đồ khối đặc tính ( Funtion Block Diagram viết tắt thành FBD) và phương pháp liệt kê lệnh ( Statement List viét tat thành STL) Chương này chủ yếu giới thiệu các thành phần cơ bản của phương pháp LAD, và cách sử dụng
chúng trong lập trình
Định nghĩa về LAD : LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa Những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơle Trong chương trình LAD các phần tử cơ bản dùng đề biểu diễn lệnh Logic như sau :
e Tiếp điểm : là biểu tượng ( symbol) mô tả các tiếp điểm của rơle Các tiếp điểm
đó có thể là thường đóng hoặc thường mở
e Cuộn dây (coil): là biểu tượng mô tả rơle được mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho role
e Hộp (box) : là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dòng
điện chạy đến hộp Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là các bộ thời
gian (Timer), bộ đếm (Counter), và các hàm toán học Cuộn dây và các hộp phải được mắc đúng chiều dòng điện
Mạng LAD : là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường
nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải Đường nguồn bên trái là đây nóng, đường nguồn bên phải là day trung hoà hay là đường trở về nguồn cung cấp (Đường nguồn bên phải thường không được thể hiện khi dùng chương trình tiện dụng STEP 7- Micro/DOS hoặc STEP 7-Micro/WIN) Dòng điện chạy từ trái qua các tiếp điểm đóng đến các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn
Các toán hạng và giới hạn cho phép :
Trang 23ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC Phương pháp truy nhập Giới hạn cho phép của toán hạng V: từ 0.0 đến 4095.7 I: từ 0.0 đến 7.7 Q: từ 0.0 đến 7.7 M: từ 0.0 đến 31.7 SM : tir 0.0 đến 85.7 T: từ 0 đến 127 C: từ 0 đến 127 VB : từ 0 đến 4095 IB: từ 0 đến 7 MB: tir 0 đến 31 SMB : tir 0 85 AC : từ 0 đến 3 Hằng số VW : tir 0 đến 4094 T: từ 0 đến 127 C: từ0 đến 127 IW : tir 0 đến 6 QW : tir 0 đến 6 MW : tir 0 đến 30 SMQ : tir 0 dén 84 AC : từ 0 đến 3 AIW : tir 0 dén 30 AQW : tir 0 dén 30 Hang số VD : từ 0 đến 4092 ID: từ 0 đến 4 QD : từ 0 đến 4 Truy nhập từ kép MD: từ 0 đến 28 (địa chỉ Byte cao) SMD : từ 0 đến 82 AC : từ 0 đến 3 HC : từ 0 đến 2 Hang sé
Truy nhap Bit
Trang 24Đồ án 2 Mô hình thí nghiệm PLC
bit
Tiép diém thuong mé sé
được đóng nêu gia tri bit =]
bit
Tiép diém thuong dong sé
duoc mé khi gid tri bit = 1 và ngược lại bịt: LQ,M,SM,T,C,V Tiếp điểm thường mở sẽ
bit được đóng tức thời trong Ss
1 một chu kỳ máy khi giá
trị bit = 1 bit: I
bit Tiếp điểm thường đóng sẽ
/I được mở tức thời trong
một chu kỳ máy khi giá
trị bit=l
Lệnh xuất :
LAD Mơ tả Tốn hạng
bit Cuộn dây đầu ra ở trạng bit : LQ,M,SM,T,C,V ———( ) thái kích thích khi có 789 80012 dòng điêu khiên đi qua bit —1) Cuộn dây đầu ra được kích thích tức thời khi có dòng điêu khiên đi qua bít: Q
*Lệnh ghi / xoá giá trị cho tiếp điểm:
Lệnh dùng đề đóng và ngắt các tiếp điểm gián đoạn đã được thiết kế
Trong dạng LAD, logic điều khiến đòng điện đóng hoặc ngắt các cuộn đây đầu ra Khi đòng điều khiến tới các cuộn dây thì các cuộn đây đóng hoặc mở các tiếp điểm( hoặc một đãy các tiếp điểm)
Trang 25Đồ án 2 Mô hình thí nghiệm PLC
LAD Mơ tả Tốn hạng
bit Dong mot mang gom
——_{ s ) N các tiếp điểm kế từ
N bit đặt trước bit : I, Q, M, SM, T,
Ngắt một mảng gồm NỊC, V
các tiếp điểm kế từ bit | N IB, QB, MB,
bit đặt trước SMB, VB, AC, Hằng
( R ) Nếu bit đặt trước lại | số
chỉ vào Timer hoặc N Counter thì lệnh sẽ xoá bit đầu ra của Timer hoặc Counter đó bit Đóng tức thời một ST ) mảng gồm N các tiếp ( điểm ké ti bit dat | bit: Q N trước N_: IB, QB, MB, r SMB, VB, AC, Hang bit Ngắt tức (thời một số ( mảng gồm N các tiếp RI ) điểm kế từ bít đặt N trước
* Lệnh tiếp điểm đặc biệt:
LAD Mơ tả Tốn hạng
Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp Nếu dòng
cung câp có tiê điểm đảo thì ^
Her no bị na mạch, nếu không Không có
có tiếp điểm đảo thì nó thông
mạch
Tiếp điểm chuyền đổi dương
cho phép dòng cung cấp
P thông mạch trong một vòng Không có
quét khi sườn xung điều
khiển chuyển từ 0 lên I Tiếp điểm chuyền đổi âm cho phép dòng cung cấp thông
Trang 26ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
Tiếp điểm sử dụng bit bộ nhớ
SM0.5 đặc biệt tạo dạng sóng vuông
—] — tuần hoàn với chu kỳ là 1s ( Không có 0.5s có xung, 0.5s không có
xung )
* Lệnh điều khiến Timer:
Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều
khiển vẫn thường được gọi là khâu trễ Có ba kiểu Timer của S7-200 phân biệt với nhau ở phản ứng của nó đối với trạng thái tín hiệu đầu vào ( TON, TOF và TONR ) Lệnh TON: Ký hiệu : Các toán hạng : „ TXXX -_ TƠN : lệnh đêm thời gian tác động đóng trễ không nhớ TON
- Txxx: Khai báo xxx kiểu TON định 1N
độ phân giải có giá trị tra theo bảng
- IN: dau vao cho phép lệnh đếm PT thời gian hoạt động
- PT: Gia tri đặt trước Hoạt động :
Lệnh TON gồm có giá trị đếm tức thời được nhớ trong thanh ghi 2 byte của Timer (gọi là T-word ) và | bit chi thi trang thái logic đầu ra ( gọi là T-bit )
s* Khi đầu vào IN ở mức logic 1 cho phép lệnh TON hoạt động, giá trị đếm tức
thời trong T-word được cập nhật và so sánh với giá trị đặt trước PT đồng thời tăng dần cho đến khi nó đạt giá trị cực đại ( 32.767 )
s* Nếu giá trị đếm tức thời T-word nhỏ hơn giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị
logic là 0
> Nếu giá trị đếm tức thời T-word lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT, T-bit
có giá tri logic 1
s* Khi đầu vào IN ở mức logic 0, giá trị đếm tức thời T-word sẽ bị Reset xoa về 0
Trang 27Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC Bảng định độ phân giải lệnh TON: 1ms 32.767 s (0.546 min.) | T32, T96 10 ms 327.67 s (0.546 min.) | T33 to T36, T97 to T100 100 ms 3276.7 s (0.546 min.) | T37 to T63, T101 to T255 Ví dụ minh hoạ : LAD
Sau khoảng thời gian 30 ms kể từ
khi 12.0 o muc logic 1, T-bit 12.0 T33 chuyền trạng thái từ mức logic 0 Gm ?# 3- lên 1 PT “ Maximum value = 32767 Lénh TONR: Ký hiệu : Các toán hạng : „ TxxXx - TONR: lénh đêm thời gian tác động đóng trễ có nhớ TONR
-_ Txxx : Khai báo xxx kiểu TONR — IN định độ phân giải có giá trị tra theo
bảng - „ pT
- IN: Dau vao cho phép Iénh đêm
thời gian hoạt động Hoạt động :
Lệnh TONR gồm có giá trị đếm tức thời được nhớ trong thanh ghi 2 byte của Timer (Goi la T-word va 1 bit chi thi trang thai logic dau ra ( goi 14 T-bit )
Trang 28Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC s* Khi đầu vào IN ở mức logic I cho phép lệnh TONR hoạt động, giá trị đếm tức
thời trong T-word được cập nhật và so sánh với giá trị đặt trước PT đồng thời tăng dần cho đến khi nó đạt giá trị cực đại ( 32.767 )
s* Nếu giá trị đếm tức thời T-word nhỏ hơn giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị
logic là 0
s* Nếu giá trị đếm tức thời T-word lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị logic 1
s* Khác với lệnh TON khi đầu vào IN ở mức logic 0, giá trị đếm tức thời T-word
sẽ được ghi nhớ và khi đầu vào IN ở mức logic 1 giá trị đếm tức thời T-word sẽ
tiếp tuc tang cho dén khi dat giá trị cực đại hoặc dùng lệnh Reset xoá gia tri đếm tức thời T-word về 0 Bảng định độ phân giải lệnh TONR: 1ms 32.767 s (0.546 min.) | T0, T64 10 ms 327.67 s (0.546 min.) | T1 to T4, T65 to T68 100 ms 3276.7 s (0.546 min.) | T5 to T31, T69 to T95 Ví dụ minh hoạ : LAD
T-bit có giá trị mức logic 1 khi
Trang 29Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC Các toán hạng : „ | TXXX - TOF : Lénh đêm thời gian tác động mở tré không nhớ - m TOF
- Txxx: Khai báo xxx kiêu TOFE định độ IN
phân giải có giá tri tra theo bang
- IN: đầu vào cho phép lệnh đếm thời gian hoạt động - PT: Gia tri đặt trước Hoat dong :
Lệnh TOF gồm có giá trị đếm tức thời được nhớ trong thanh ghi 2 byte của Timer(
gọi là T-word và 1 bit chỉ thị trạng thái logic đầu ra( gọi là T-bit )
%* Khi đầu vào IN ở mức logic 1, T-bit có giá trị logic 1 cho đến khi đầu vào IN
xuống mức logic 0, khi đó cho phép lệnh TOF hoạt động, giá trị đếm tức thời trong T-word được cập nhật và so sánh với giá trị đặt trước PT đồng thời tăng
dần cho đến khi nó đạt giá trị bằng giá trị đặt trước PT
% Nếu giá trị đếm tức thời T-word nhỏ hơn giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị logic 1a 1 > Néu giá trị đếm tức thời T-word bằng giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị logic 0 Ví dụ minh hoạ :
Khi đầu vào I0.0 xuống mức LAD
logic 0, sau thời gian định trước 10.0 T33
là 30 ms T-bit sẽ chuyên trạng | IN TOF
Trang 30ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC * Lệnh điều khiển Counter :
Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sườn xung trong S7-200 Các bộ đếm thường được chia làm 3 loại : bộ đếm lên ( CTU ), bộ đếm xuống ( CTD ) và bộ đếm lên xuống (CTUD) Lệnh CTU : Ký hiệu : Các toán hạng: Cxxx
- CTU : Lệnh đêm lên tác động sườn lên
~ Cxxx : Khai báo địa chỉ lệnh, cu CTU với xxx là số nguyên có giá trị từ 0 đến 255
- CU ( Count Up) : Đầu vào tác động lệnh đếm
lên sR
- R( Reset ) : Xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0
- PV (Preset Value ) : Giá trị đặt trước, là số
nguyên có giá trị đến +32.767 —| PV
Hoat dong :
Bên trong bộ đếm Cxxx có hai thanh ghi là: thanh ghi số đếm và thanh ghi bit s* Đầu vào CU tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm tăng
một đơn vị từ giá trị hiện hữu
* Đầu vào R khi ở mức logic 1 sẽ xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0
s* Đầu vào giá trị đặt trước PV do người sử dụng đặt vào
s* Giá trị thanh ghi số đếm luôn được so sánh với gía trị đặt trước PV :
s* Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm nhỏ hơn giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 0
% Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 1 Khi đó sẽ đảo trạng thái các tiếp điểm có địa chỉ
Cxxx tương ứng
Trang 31ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiệm PLC Lệnh CTUD : Ký hiệu : Các toán hạng : „ „ - CTUD : Lệnh đêm lên xuông tác động sườn lên
- Cxxx : Khai bao dia chi lệnh, „
với xxx là sô nguyên có giá trị từ 0 đên 255 - CU ( Count Up) : Đâu vào tác động lệnh đêm
lên
- CD ( Count Down) : Đầu vào tác động lệnh đêm xuông
- PV (Preset Value ) : Giá tri dat trước, là số
nguyên có giá trị từ -32.768 đên +32.767 - R( Reset ) : Xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0 Cxxx —scu CTUD — cD —R —|PV Hoat dong :
Bên trong bộ đếm Cxxx có hai thanh ghi là: thanh ghi số đếm và thanh ghi bit
một đơn vị từ giá trị hiện hữu
s* Đầu vào CU tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm tăng
* Đầu vào CD tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm giảm
một đơn vị từ giá trị hiện hữu
* Đầu vào R khi ở mức logic 1 sẽ xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0
“ Dau vao giá trị đặt trước PV do người sử dụng đặt vào
“+ Gia tri thanh ghi số đếm luôn được so sánh với gía trị đặt trước PV :
mức logic là 0
s* Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm nhỏ hơn giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có
% Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 1 Khi đó sẽ đảo trạng thái các tiếp điểm có địa chỉ
Cxxx tương ứng
GVHD: Th.S Tran Van Trinh 31 SV thuc hién: Nhom IT
Trang 32Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
Ví dụ minh hoạ
Tác động đầu vao 14.0 mot xung làm
thanh ghi số đếm tang | don vi 14.0 = ** Tác động đâu vào I3.0 một xung làm
thanh ghi số đếm giảm! đơn vị TP
Khi thanh ghi số đếm bằng hoặc lớn hơn
giá trị PV=4, thanh ghi bit băng 1 oe
% Tác động đầu vào 12.0 mức logic 1 sẽ xoá thanh ghi số đếm về 0 + cD PV 14.0 Up 13.0 Down 12.0 Reset c4a (current) c4a (bit) Lệnh CTD : Ký hiệu : Các toán hạng :
- CTD : Lệnh đếm xuống tác động sườn lên
- Cxxx : Khai báo địa chỉ lệnh, 4 cp cTD
với xxx là số nguyên có giá trị từ 0 đến 255
- CD ( Count Down) : Đầu vào tác động lệnh đếm xuống - LD ( Load ) : Nap giá trị PV vào thanh ghi số đếm — PV - PV (Preset Value ) : Giá trị đặt trước, là số nguyên Cá Hoạt động :
Bên trong bộ đếm Cxxx có hai thanh ghi là: thanh ghi số đếm và thanh ghỉ bit * Đầu vào CD tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm giảm
một đơn vị từ giá trị hiện hữu
s* Đầu vào LD khi ở mức logic I sẽ nạp giá trị PV vào thanh ghi số đếm
Trang 33Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC s* Đầu vào giá trị đặt trước PV do người sử dụng đặt vào
s* Giá trị thanh ghi số đếm luôn được so sánh với gía trị đặt trước PV :
s* Nếu còn giá trị trong thanh ghi số đếm: Thanh ghi bit có mức logic là 0 s* Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm giảm về 0 và không giảm nữa: Thanh ghi bit có mức logic la 1 Vi du minh hoa :
- Tác động đầu vào I1.0 mức logic 1 sẽ nạp EAD giá trị PV=3 vào thanh ghi số đếm, lúc này 13.0 cso thanh ghi bit sẽ xuông mức logic 0 L—Tdlm cm - Tác động đầu vào 13.0 một xung sẽ làm ti
giảm giá trị thanh ghi sô đêm một đơn vị, |——lrn
khi thanh ghi giá trị số đếm bằng 0, thanh ghi bít ở mức logic 1 3 Pv cso (current) cso 7 ý 2 bo 5 & mà 8 wy [Pt *Lénh so sanh :
Khi lập trình nếu các quyết định về điều khiển được thực hiện dựa trên kết quả
của việc so sánh thì có thể sử dụng lệnh so sánh theo byte, từ hay từ kép của S7-200
LAD sử dụng lệnh so sánh để so sánh các giá trị của byte, từ và từ kép ( giá trị thực
hoặc nguyên) Những lệnh so sánh thường là : so sánh nhỏ hơn hoặc bằng, so sánh bằng và so sánh lớn hơn hoặc bằng
Khi so sánh giá trị của byte thì không cần phải để ý đến dấu của toán hạng, ngược lại khi so sánh các từ hoặc từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng là bit cao nhất trong từ hoặc từ kép Ví dụ : 7FFF>8000 và 7FFFFFFF>80000000 Biểu diễn các lệnh so sánh trong LAD
Trang 34Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC LAD Mơ tả Tốn hạng e Lệnh so sánh theo kiểu Byte ( từ ) được dùng để so sánh hai giá
TN tri IN1 va IN2 Byte được so sánh dạng
1 e Trong lệnh so sánh | không dấu
| ==B —— theo kiểu Byte bao gồm : | Toán hạng đầu vào : IB,
IN2 INI==IN2, INI >=IN2, | QB, MB, SMB, VB, SB, INI<=IN2, INI <IN2, | LB, AC, hang so
IN1>IN2, IN1 <>IN2
e Tiếp điểm đóng nếu phép so sánh là đúng e Lệnh so sánh theo kiểu số nguyên được dùng để so sánh hai giá tri IN1 va IN2 Số được so sánh dạng có TN1 e Trong lệnh so sánh | dấu
amen theo kiểu số nguyên bao | Toán hang dau vao : IW,
gôm : INI==IN2, INI|QW, MW, SMW, VW, IN2 >=IN2, INI<=IN2, IN1 | SW, LW, AC, T, C, hang
<IN2, INI>IN2, INI |số <IN2 e Tiếp điểm đóng nếu phép so sánh là đúng e Lệnh so sánh theo kiểu Double Word ( từ kép ) được dùng để so sánh hai gia tri INI va IN2 Số được so sánh dạng có TN1 e Trong lệnh so sánh | dấu
— ==D | theo kiểu số nguyên bao | Toán hạng đầu vào : ID
TN2 gom : INI==IN2, INI | QD, MD, SMD, VD, SD,
>=IN2, INI<=IN2, INI | LD, AC, hằng số
Trang 35ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC
* Lệnh MOVE:
Trong S57 _200 có các hàm Move sau:
Move _B: Di chuyên các giá trị cho nhau trong giới hạn I Byte Move_W: Di chuyển các giá trị nguyên cho nhau trong giới hạn 1 Word Move_DW: Di chuyên các giá trị nguyên cho nhau trong giới han 1 DWord Move_R: Di chuyền các giá trị thực cho nhau trong giới hạn 1 Dint * Move_B: MOV.B EN: ngõ vào cho phép là ae 3 IN Ngé vao: VB, IB, QB, MB, SB, SMB, 22224IN QUT}-???? LB, AC, Constant, *VD, *LD, *AC
OUT Ngé ra VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *LD, *AC
Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép, lệnh sẽ chuyên nội dung của ô nhớ trong
(NĐ) sang ơ nhớ trong OƯT
* MOVE W
MOV_DW EN: ngõ vào cho phép
Trang 36ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC OUT Ngõ ra: VW,T, C, IW, QW, SW, MW,SMW, LW, AC, AQW, *VD,
*AC, *LD
Khi có tin hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyên nội dung của ô nhớ trong
(IN) sang 6 nhoé trong OUT * MOVE _DW EN: ngõ vào cho phép MOV_DW
GEN so—— IN Ngõ vào: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, HC, &VB, &IB, &QB, &MB, &SB, &T, 7N QUTƑ?7?? &C, &SMB, &AIW, &AQW AC, Constant,
*VD, *LD, AC
OUT Ngõ ra: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC
Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyên nội dung của ô nhớ trong (IN) sang 6 nho trong OUT *MOVE_R MOV_R EN: ngõ vào cho phép den ENO —— INÑ Ngõ vào: VD, ID, QD, MD, SD, 22224IN OUT???? SMD, LD, AC, Constant, *VD, *LD, *AC, *LD
OUT Ngé6 ra: VD, ID, QD, MD, SD,SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC, *LD khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyền nội dung của ô nhớ trong (IN) sang 6 nho trong OUT
Các tín hiệu ngõ vào cũng như ngõ ra của các lệnh Move phải được chọn đúng loại
theo đã định như vùng định Dword đối với Move_R và Move_DW
Trang 37ĐỒ án 2 Mô hình thí nghiệm PLC Nếu chọn sai định đạng sai thì chương trình biên dịch cũng bị saI
*Lệnh xoay vòng bit và dịch chuyến dữ liệu :
Trong lập trình nếu cần ta có thể dùng các lệnh điều khiển đữ liệu nhằm mục đích điều khiến chương trình linh hoạt hơn, đáp ứng được yêu cầu thực tế tự động điều khiển Biểu diễn lệnh :
LAD Mô tả Toán hạng
e Lệnh xoay vòng thanh e Các toán hạng:
SHRB ghi theo kiéu BIT :
— en ENo—— | s Khi đầu vào EN có DATA, S BIT: 1, Q, một xung sẽ cho phép M,SM,T,C, V,S,L nhập dữ liệu từ đầu
—J pata vao DATA vao thanh N: VB, IB, QB, MB,
ghi dich S_ BIT SB, SMB, LB, AC,
—] Sa e N số Bit trong thanh hăng sô
_— lạ ghi dịch sẽ được nhập
vào bit nhớ đặc biệt SMI.I
e Lệnh dịch chuyên dữ e Toán hang đầu vào IN liệu theo kiểu Byte : : VB, IB, QB, MB,
MOV-B e Khi đầu vào EN ở mức SB, SMB, LB, AC,
as ENc-— | logic 1 dữ liệu từ đầu hằng số
_ làm sưL— vao IN sẽ được xuất ra e Toán hạng đầu ra
đâu ra OUT theo kiêu OUT: VB, IB, QB, Byte MB, SB, SMB, LB, AC
5 CAC MODUL MO RONG
CPU 224 cho phép mở rộng nhiều nhất 7 modul, các modun mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200
Có thể mở rộng công vào / ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các
modul mở rộng về phía bên phải CPU, làm thành một móc xích Địa chỉ của các vị trí của modul được xác định bằng kiểu vào / ra và vị trí của modul trong móc xích, bao
gồm các modul có cùng kiểu Ví dụ như một modul cổng ra không thé gan địa chỉ của
một modul cổng vào, cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một
modul sô và ngược lại
Trang 38Đồ án 2 Mô hình thí nghiệm PLC
Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chổ trong bộ đệm, tương ứng với
số đâu vào / ra của modul
Sau đây là một ví dụ cách đặt địa chỉ trong các modul mở rộng trên CPU 224:
CPU 224
Module 0 Module 1
Process-image I/O register assigned to physical I/O:
Module 2 Module 3 Module 4 10.0 10.1 10.2 10.3 104 10.5 10.6 10.7 11.0 IL.1 11.2 113 II4 II§ Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q04 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q10 QI.I 12.0 12.1 12.2 12.3 Q20 Q21 22 Q23 13.0 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 AIW0 AQW0 AIW2 AIW4 AIW6 Q30 Q3 Q32 Q33 Q34 Q3.6 Q3.7 AIW§ AQW4 AIW10 AIWI2 AIWI4
5.1MODUL MO RONG VAO/RA SO:
Modul số mở rộng EM 223 loại 8 đầu vào / 8 dau ra: Ở loại này cũng có hai
loại cấp nguồn vào / ra :
-Loại EM 223 DI8§ / DO8 X DC 24V :
s* 8 đầu vào được cấp nguồn 24 VDC ( tối đa 30 VDC ) mức logic 1 điện áp vào phải đạt tối thiểu 15 VDC, mức logic 0 điện áp vào tối đa là 5VDC s* 8 đầu ra khi ở mức logic 1 điện áp ra tối thiểu là 20VDC, khi ở mức logic 0 s* Sơ đồ nối dây :
GVHD: Th.S Tran Van Trinh
điện áp ra tối đa là 0.1 VDC
Trang 39Đồ án 2 Mô hình thí nghiêm PLC “ [T11 11107 24 VDC Commons and ®$@SŠSSSSS$S®® 24VDC Output Terminals Lim wo 4? 3 Mar 4 5 8 7 | wv + 470 qƑ—~>—] rot t1” L 56KQ oS W NS aoe 1M 60 1 2 3 2M 4 § 6 7 24 VDC Commons and GCYSsggsggggsgsgsg 24 VDC Input Terminals II.] EI s‡[([ [Ì = BỊ -Loại EM 223 DI8 / DO8 X DC 24V / RLY : 8 đâu vào được câp nguôn 24 VDC (
tối đa 30 VDC ) mức logic 1 điện áp vào phải đạt tối thiểu 15 VDC, mức logic 0 điện áp vào tối đa là 5VDC
“ 8 dau ra dùng rơ le với các tiếp điểm chịu được điện áp DC từ 5 đến 30V, điện áp AC từ 5 đến 250V
s* Sơ đồ nối dây :
Trang 40Đồ án 2 Mô hình thí nghiệm PLC
Relay Commons and Relay Output Terminals 24 VDC Commons and 24 VDC Input Terminals Coil Power "ị Pz ( ( ( (iar a SOltiiei iit SS SISHHS8HHSS eet ot 2 32 A 4 5 6 7 470 2 ~ Ÿ 56KQ mm M L+Ì|1M 0 1 2 3 AI 4 65 6 7 S88SSSG8®®8 <1), )i)))! =f 5.2
EM 235 AI4/ AQ1 X 12 Bit : voi 4 dau vao Analog va mét dau ra Analog
MODUL MỞ RỘNG VÀO / RA TƯƠNG TỰ :
$ Điện áp đầu vào tối đa 30 VDC ® Điện áp ra + 10V
® Sơ đồ đấu dây :
GVHD: Th.S Tran Van Trinh 40 SV thuc hiện: Nhóm IT