Giáo trình PLC s71200 ST

Để phát hiện xung sườn lên ta sử dụng Set và Reset.Khi M0.0 tác động thì cả Q0.0 và Q0.1 đều chuyển trạng thái từ 0->1 Set: là cuộn hút có giữ khi tác động vào coil set thì trạng thái 1

GIÁO TRÌNH PLC S7 1200 SIEMENS

M c L c ụ ụ

Bài: 1 Giới thiệu tổng quát về PLC, Phần mềm và cách tạo 1 project mới

1: Giới thiệu tổng quát về PLC s7 1200

1.1: Khái niệm về PLC

PLC là từ viết tắt của các từ tiếng anh : Programable Logic Controller : là một bộđiều khiển logic lập trình mềm, làm việc theo chương trình lưu trong bộ nhớ, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình như LAD , STL, FDB, IL, ST, SFC, SCL

1.2: Phân biệt các loại plc s71200

1.3: Cách đấu nối đầu vào (input)

1.3.1: Kiểu source( Nguồn chung)

Made By Stormy

Đặc điểm kiểu source thường được sử dụng với các loại cảm biến dạng PNP,…

Ví dụ:

1.3.2: Kiểu sink( Âm chung)

Kiểu sink thường được sử dụng với các loạt cảm biến NPN,…

Ví dụ:

Made By Stormy

1.4: Cách đấu nối đầu ra(Output)

1.4.1: Ngõ ra relay (AC/DC/RLY hoặc DC/DC/RLY)

Ưu điểm

- Cách ly nguồn khỏi PLC qua relay

- Dòng tối đa 2A

Made By Stormy

2.1.3: Bước 3 đặt tên project, chọn đường dẫn.

- Project name: Tên project

- Path: chọn đường dẫn lưu lại project

- Version: Version của phần mềm

- Author: Tên tác giả

- Comment: ghi chú project

Click tạo project

2.1.4: Bước 4 Cấu hình thiết bị sử dụng của project.

Cấu hình thiết bị

Made By Stormy

Lựa chọn PLC phù hợp với cấu hình bên ngoài.Sau đó chọn ADD.

Made By Stormy

2.1.5: Bước 5 Click vào Main để sẵn sàng lập trình.

3: Tài liệu tham khảo:

https://www.youtube.com/watch?v=n2vO8oKOJXY&t=183s

Made By Stormy

Bài: 2 Giới thiệu các dạng dữ liệu lập trình trong PLC, làm quen các lệnh bit logic cơ

bản.

1: Các dạng dữ liệu trong lập trình PLC.

 BOOL : với dung lượng 1bit và có giá trị là 0 hoặc 1 ( đúng hoặc sai )

 BYTE : gồm có 8 bit, thường dùng để biểu diễn 1 số nguyên

dương trong khoảng từ 0 đến 255 ( 16#00 – 16#FF )

 WORD : gồm có 2 bytes để biểu diễn một số nguyên dương từ 0 đến

65535 ( 16#0000 – 16#FFFF )

 CHAR : gồm 8 bits dùng để biểu diễn số nguyên dương từ 0 đến 255

 SINT : gồm 8 bits dùng để biểu diễn một số nguyên từ -128 đến 127

 INT : gồm 2 bytes dùng để biểu diễn 1 số nguyên từ -32758 đến 32767

 DINT : gồm 4 bytes để biểu diễn 1 số nguyên từ - 2,

147,483,648đến 2,147,483,648

 USINT : gồm 8 bits để biều diễn 1 số nguyên dương từ 0 đến 255

 UINT : gồm 2 bytes để biều diễn 1 số nguyên dương từ 0 đến 65,535

 UDINT : gồm 4 bytes để biều diễn 1 số nguyên dương từ 0 đến

4,294,967,295

 REAL : gồm 4 bytes dùng để biểu diễn một số thực dấu phảy động

từ +/- 1.18 ×10-38 đến +/- 3.40 ×1038 LREAL : gồm 64 bits dùng để biểu diễn một số thực dấu phảy động từ +/-

- Coil: Cuộn (Cuộn hút)

Khi được cấp điện cuộn hút sẽ chuyển trạng thái từ 0 -> 1

Made By Stormy

Tất cả các thường mở mang tên cuộn hút sẽ đóng lại và các thường đóng mang tên cuộn hút sẽ

mở ra Và ngược lại khi cuộn hút chuyển trạng thái từ 1 -> 0

2.1: Ví dụ về NO, NC, Coil.

2.1.1: Ta có một đoạn code sau:

Ở đây mình có sử dụng thường mở NO : ON(I0.0)

Thường đóng NC(I0.1): OFF, Cuộn Coil: LAMP(Q0.0)

2.1.2: Nguyên lý hoạt động

- Nút ON đóng

Các trạng thái hiển thị như hình code mô phỏng

Made By Stormy

3: Đối với các loại PLC còn có các lệnh bắt xung sườn lên, xung sườn xuống 3.1: Xung sườn lên:

- Khi sử dụng lệnh bắt xung sườn lên thì tác động xung từ 0->1 của nút bấm hoặc tiếp điểm chỉ nhận 1 xung rất nhỏ bằng 1 chu kỳ quét của PLC

Ví dụ:

Khi tác động M0.0 Q0.0 sẽ chuyển từ 0->1

Còn Q0.1 sẽ chuyển từ 0->1 nhưng chỉ 1 chu kỳ xung

Made By Stormy

Để phát hiện xung sườn lên ta sử dụng Set và Reset.

Khi M0.0 tác động thì cả Q0.0 và Q0.1 đều chuyển trạng thái từ 0->1

Set: là cuộn hút có giữ khi tác động vào coil set thì trạng thái 1 của cuộn sẽ được lưu lại cho đến khi tác động reset

Made By Stormy

Reset: Khi tác động reset tất cả các cuộn set trước đó đều chuyển trạng thái từ 1 -> 0

3.2: Xung sườn xuống:

- Khi sử dụng lệnh bắt xung sườn lên thì tác động từ 1->0 của nút bấm hoặc tiếp điểm chỉnhận 1 xung rất nhỏ bằng 1 chu kỳ quét của PLC

Ví dụ:

Xung sườn xuống ngược với xung sườn lên Xung sườn lên bắt trực tiếp khi tác động, còn xung sườn xuống khi tác động chuyển từ 1->0 sẽ bắt xung

Made By Stormy

Khi tác động M0.0 Q0.0 sẽ chuyển trạng thái 1 và q0.1 vẫn giữ trạng thái 0.

Khi tác động M0.0 ngắt Q0.1 sẽ được set lên 1

4: SR,RS

4.1: SR

Made By Stormy

- S: Tác động xung 0->1 SR chuyển trạng thái từ 0->1 có giữ

- R1: Tác động xung từ 0-> SR chuyển trạng thái từ 1->0

Khi M0.1 =1 thì SR = 0

Khi M0.0 = 1 và M0.1 =1 thì SR = 0

Made By Stormy

4.2: RS

- R: Tác động chuyển trạng thái RS 1->0

- S1: Tác động chuyển trạng thái RS 0->1

- Q: Khi RS = 1 Q=1, khi RS = 0 Q = 0

- RS ưu tiên Set

RS cũng tương tự với SR nhưng khi S1 và R đều được tác động thì RS duy trì trạng thái RS =1

5: Tài liệu tham khảo xung sườn lên, xung sườn xuống, Set, Reset:

https://www.youtube.com/watch?v=eBeRFeZeHyQ&t=256s

6: Tài liệu tham khảo bit lo-gic:

https://www.youtube.com/watch?v=I3g_FyaG2K8&t=157s

Made By Stormy

Bài: 3 Lập trình HMI

1: Giới thiệu về HMI

HMI(Human – Machine – Interface): là thiết bị giao tiếp giữa người và máy qua một

giao diện màn hình.

1.1: Thiết lập một HMI trong phần mềm tia portal của siemens.

1.1.1: Bước 1: chọn Add new device

1.1.2: Bước 2 cấu hình một màn hình HMI phù hợp

Chọn Add

Made By Stormy

1.1.3: Bước 3: khai báo kết nối với PLC

Chọn đúng PLC cần khai báo và bấm next

Tự cấu hình các màn hình.

Màn hình giao diện HMI

Kết nối dữ liệu giữa màn hình với PLC thông qua các Tag từ PLC

Made By Stormy

Toolbox thiết kế giao diện cho HMI

Click chuột và kéo các nút bấm hoặc các thiết bị cần sử dụng

Ví dụ: tạo 1 giao diện đơn giản:

- Lấy nút bấm:

- Lấy dữ liệu I/O Field

Made By Stormy

1.2: Gắn Tag liên kết giữa PLC với HMI

- Button: Click chuột phải vào Button, chọn event sử dụng press và release

o Press: click chuột trái sử dụng để chuyển trạng thái nút bấm 0 -> 1( Set bit)

o Release: nhả nút bấm sử dụng để chuyển trạng thái nút bấm 1 -> 0(Reset bit)

- Địa chỉ dữ liệu I/O Field: click chuột phải chọn properties chọn general và gắn tag như

hình sau:

Made By Stormy

- Gắn tag Flash cho các hình tròn như bóng đèn

o Click chuột phải vào hình tròn, chọn properties, chọn mục animationsChọn Display, chọn dynamize colors and flashing

Click vào dấu “…” chọn tag cho bóng đèn

Made By Stormy

Sau khi gắn tag xong click vào Range chọn trạng thái 1 chuyển màu back ground thành màu tùy ý.

2: Ví dụ: Một chương trình cơ bản hiển thị dữ liệu và ON/OFF trên màn hình.

Made By Stormy

Khi bấm ON đèn LAMP sẽ được tác động.

Nhập dữ liệu cho A và B

Made By Stormy

Sau đó tác động vào Kết quả:

Made By Stormy

Kết quả hiển thị C= A+B.Thử lại:

Lập trình:

Made By Stormy

3: Tài liệu tham khảo:

Made By Stormy

Bài: 4 Timer

1: Tổng quan

Timer là bộ định thì theo thời gian xác định

2: Đối với s7 1200 có tới 4 loại timer: TP, TON, TOFF, TONR 2.1: TP:

- IN: cấp tìn hiệu cho timer bắt đầu hoạt động

- PT: Giá trị ngưỡng đặt thời gian của timer

- Q: khi timer đạt tới ngưỡng đặt đầu Q sẽ chuyển từ 0 -> 1

- ET: Giá trị đếm tức thời của timer

2.1.1: Ta có giản đồ thời gian:

Made By Stormy

2.2: TON:

- IN: Tác động timer bắt đầu hoạt động

- PT: Giá trị đặt ngưỡng thời gian

- Q: Chuyển trạng thái từ 0 - > 1 khi ET = PT

- ET: Giá trị đếm tức thời của timer

2.2.1: Ta có giản đồ thời gian:

2.2.2: Ví dụ:

Made By Stormy

Lưu ý: Khác với TP chân IN của TON phải được duy trì trạng thái 1 trong quá trình timer hoạt động ET<PT

Khi ET = PT Q sẽ chuyển trạng thái từ 0 -> 1 cho đến khi chân IN 1 - > 0

Timer sẽ reset hoàn toàn khi IN = 0

Made By Stormy

2.3: TOFF:

- IN: Tác động timer bắt đầu hoạt động

- PT: Giá trị đặt ngưỡng thời gian

- ET: Giá trị đếm tức thời của timer

- Q: Chuyển trạng thái từ 0 -> 1 khi IN chuyển từ 0 -> 1, Chuyển trạng thái từ 1 -> 0 khi

IN = 0 và ET = PT

2.3.1: Ta có giản đồ thời gian:

2.3.2: Ví dụ:

Made By Stormy

Khi tác động IN từ 0 -> 1 Q sẽ chuyển từ 0 -> 1

Khi IN chuyển từ 1 -> 0 timer bắt đầu đếm Khi ET = PT Q sẽ chuyển từ 1 -> 0

Made By Stormy

2.4: TONR:

- IN: Tác động timer bắt đầu hoạt động

- R: Khi timer đếm reset giá trị đếm bằng 0(ET=0)

- PT: Giá trị đặt ngưỡng thời gian

- ET: Giá trị đếm tức thời

- Q: Chuyển trạng thái từ 0 -> 1 Khi ET = PT

Lưu ý: TONR hoạt động như TON nhưng có lưu lại giá trị khi đếm IN chuyển trạng thái từ 1 -> 0

Made By Stormy

2.4.1: Ta có giản đồ thời gian:

3: Ví dụ về lập trình timer:

Điều khiển chạy luân phiên 2 động cơ:

Made By Stormy

Mô tả hoạt động:

Khi tác động S1 bơm 1 chạy 5s, sau đó tắt Sauk hi bơm 1 tắt Bơm 2 chạy 5s, sau đó tắt Bơm

2 tắt bơm 1 lại hoạt động theo 1 vòng tuần khoản luân phiên đến khi dừng S1

Khi có s2 tác đông cả 2 bơm cùng chạy s2 dừng lại tiếp tục luân phiên

Made By Stormy

4: Bài tập:

Bài tập: Bài toán điều khiển đèn giao thông tại một ngã tư có hiển thị trên HMI

Made By Stormy

Giám sát hoạt động

Bài tập bổ xung: Bổ xung chức năng nháy đèn vàng khi chuyển chế độ

5: Tài liệu tham khảo:

https://www.youtube.com/watch?v=jqnTkv9gA0w&t=137s

Made By Stormy

Bài: 5 Bộ đếm Counter

1: Giới thiệu chung

2: S7 1200 có 3 loại Counter đếm CTU, CTD, CTUD.

2.1: CTU bộ counter đếm lên 1 đơn vị.

- CU: Khi tác động 1 xung 0~1 có thể lấy lệnh bắt xung sườn lên, xuống hoặc các tiếp điểm bình thường Counter CTU sẽ đếm lên 1 đơn vị

- R: khi R được tác động từ 0 ~ 1 thì giá trị đếm của CTU = 0

- PV: Đặt giá trị ngưỡng đếm cho tác động Q(QU)

- CV: Giá trị đếm của Counter

- Nếu CV >= PV thì C1.QU được tác động

- Lưu ý giá trị của Couter(CV) có thể vượt qua giá trị của PV tối đa theo kiểu dữ liệu đặt.2.2: Ví dụ:

Khi tác động M0.6 Counter sẽ đếm lên 1 đơn vị

Made By Stormy

Khi giá trị CV >= PV C1.QU sẽ tác động.

Khi tác động reset giá trị đếm về CV = 0

Made By Stormy

2.3: CTD bộ counter đếm xuống 1 đơn vị.

- CD: Khi tác động xung từ 0~1 có thể lấy lệnh bắt xung sườn lên, xuống hoặc các tiếp điểm bình thường Counter CTD sẽ đếm xuống 1 đơn vị

- LD: khi tác động xung từ 0 ~ 1 Giá trị đếm của counter sẽ trả về giá trị bằng PV

- PV: là giá trị đặt ngưỡng của Counter

- CV: Giá trị đếm của Counter

- Q: khi giá trị của CTU CV = 0 thì Q(C1.QD) sẽ lên 1

Lưu ý giá trị đếm của của CTD có thể CV <0 tối đa theo kiểu giá trị đặt.

Made By Stormy

2.4: CTUD: Bộ đếm counter đếm lên, xuống.

- CU: Khi tác động 1 xung 0~1 có thể lấy lệnh bắt xung sườn lên, xuống hoặc các tiếp điểm bình thường Counter CTU sẽ đếm lên 1 đơn vị

- CD: Khi tác động xung từ 0~1 có thể lấy lệnh bắt xung sườn lên, xuống hoặc các tiếp điểm bình thường Counter CTD sẽ đếm xuống 1 đơn vị

- R: khi R được tác động từ 0 ~ 1 thì giá trị đếm của CTU = 0

- LD: khi tác động xung từ 0 ~ 1 Giá trị đếm của counter sẽ trả về giá trị bằng PV

- PV: là giá trị đặt ngưỡng của Counter

- CV: Giá trị đếm của Counter

- Q: khi giá trị của CTU CV = 0 thì Q(C1.QD) sẽ lên 1

- CTUD là kết hợp của CTU và CTD

3: Bài tập:

- Đếm số lần sáng của đèn và hiển thị lên màn hình

Ta có màn hình sau

Made By Stormy

Gắn tag cho Button, I/O Field

Lập trình

Bảng địa chỉ tag

Chương trình chính

Made By Stormy

Giám sát hoạt động

Made By Stormy

4: Tài liệu tham khảo:

https://www.youtube.com/watch?v=vnQTX0dINBs

Made By Stormy

Bài: 6 Lệnh toán học, lệnh so sánh

1: Lệnh toán học

- Đối với S7 1200 có đầy đủ tất cả các lệnh +, -, * , / , sin , cos, tan,…

- Những lệnh sử dụng chủ yếu là cộng ADD(+), trừ Sub(-), nhân Mul(*), chia Div(/),…

- Đặc biệt Tia Portal có thêm chức năng Caculate có thể tự do thiết lập các công thức

1.4: Lệnh chia lấy phần nguyên(DIV):

1.5: Lệnh chia lấy phần dư (MOD)

- Phép so sánh đúng bước tiếp theo sau nó sẽ được tác động.

- Phép so sánh sai giữ nguyên trạng thái

Made By Stormy

Yêu cầu: Vẽ lại và gắn dữ liệu hoạt động như hình trên.

- Bài giải:

Thiết lập kết nối màn hình HMI với PLC

Made By Stormy

Tạo các tag cho PLC

Gắn tag Button, I/O Field và LAMP

Button

Made By Stormy

I/O Field

Made By Stormy

Viết chương trình cho PLC:

Made By Stormy

4: Tài liệu hướng dẫn:

https://www.youtube.com/watch?v=rYOlvYHuiCc

Made By Stormy

Bài: 7 Lệnh chuyển đổi dữ liệu, thời gian thực.

1: Lệnh chuyển đổi dữ liệu:

- Các dạng dữ liệu chuyển đổi:

- Dữ liệu cần chuyển đổi

- Dữ liệu sau khi chuyển đổi

- EN: khi tác động xung 0 ->1 kiểu dữ liệu IN sẽ được chuyển sang kiểu dữ liệu OUT

Made By Stormy

2: Ví dụ:

Giá trị cần chuyển đổi đang ở hệ thực sau khi chuyển qua hệ số nguyên đã được làm tròn

3: Lệnh chuyển đổi thời gian thực

Ở đây mình sử dụng lệnh đọc thời gian thực RD_Loc_T

3.1: Trước khi đọc các bạn cần khai báo kiểu dữ liệu cho RD_LOC_T

- Tạo 1 khối DB Real_Time

Tạo kiểu dữ cho Real time là DTL

Made By Stormy

- Khai báo cho lệnh RD_LOC_T

- Để plc đọc đúng thời gian thực trên máy tính chúng ta cần chuyển múi giờ của plc thành

múi giờ GMT +7.

Click vào device configuration:

Click chuột phải vào PLC chọn properties

Made By Stormy

Chọn time of day và chọn giờ UTC+7 của việt nam.

Sau đó các bạn download phần hardware cho plc

Và kiểm tra thời gian đọc

Trong Online & diagnostics chọn Set time và tích vào take from PG/PC click ApplySau đó kiểm tra bằng cách vào DB Real_time giám sát

Made By Stormy

4: Tài liệu tham khảo:

https://www.youtube.com/watch?v=YzhVBfmjT-U

Made By Stormy

Bài: 8 Xử lý tín hiệu Analog

1: Analog input.

S7 1200 đọc tín hiệu ngoại vi theo dải từ 0 ~ 10V, -10V ~ 10V, 0 ~ 20 ma, 4 ~ 20ma

1.1: Cách đấu nối:

Khi tín hiệu được đưa vào PLC sẽ ở dưới dạng số kiểu int (0~ 27648 – đối với tín hiệu 0~10V

và 0~ 20ma), (5529 ~ 27648 – đối với tín hiện 4 ~ 20ma) và ( -27648 ~ 27648 - đối với tín hiệu -10V ~ 10V)

Made By Stormy

1.2: Kiểm tra các địa chỉ dữ liệu của các chanel analog

Trong properties chọn AI chọn chanel 0 hoặc 1 tùy thuộc vào chanel đấu nối phần cứng.Các bước xử lý tín hiệu analog tạo 1 khối FC xử lý tín hiệu analog input

Khai báo các biến cho Funcion FC

Made By Stormy

Để xử lý tín hiệu analog input t sử dụng 2 hàm Norm_X và Scale_X

- Norm_X: là khối chuyển đổi dữ liệu OUT luôn tỉ lệ với Value MIN <= OUT <= MAX

o Chuyển đổi từ Value sang OUT

- Scale_X tỉ lệ của Value luôn tỉ lệ với OUT với MIN < = OUT <= MAX

Cấu hình như hình vẽ sau:

Made By Stormy

K1: 0

K2: 27648

PIW: Địa chỉ đầu vào analog

Temp: Giá trị trung gian

L_lim: giới hạn dưới sau khi chuyển đổi

H_lim giới hạn trên sau khi chuyển đổi

AI_Real: Giá trị thực sau khi chuyển đổi( 0 - > 100% , 0 - >10V,…)

Lưu ý: Các giá trị trên dành cho xử lý tín hiệu analog

Sau đó ta sử dụng FC như 1 chương trình con để sử dụng ở những Ct con khác

Sử dụng tương tự analog input

Tín hiệu từ 0~10 trong PLC sẽ được đưa ra 0~10V hoặc 0~20ma, 4~20ma bằng các module

4: Tài liệu tham khảo:

https://www.youtube.com/watch?v=gN8hP58ZDsA

Made By Stormy

Bài: 9 lập trình điều khiển động cơ bước, servo.

1: Tổng quan về động cơ bước và động cơ servo.

1.1: Động cơ bước:

- Là một loại động cơ điện có nguyên lý ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dung để biến đổi các tín hiệu điều dưới dạng xung rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của roto có khả năng cố định roto vào các vị trí cần thiết

2: Phân biệt xung PTO và PWM

PTO( Count up A and Count down B): Với chế độ này thì ngõ ra P0 phát xung thuận, P1 phát xung nghịch.

PTO(Pulse A and Direction B): Với chế độ này ngõ ra P0 thực hiện phát xung và ngõ ra P1 điều khiển hướng xung

PTO(A/B Phase – Shifted): Cả 2 ngõ ra P0 và P1 đều phát xung nhưng lệnh nhau 90 độ

PTO(A/B Phase – Shifted – fourfold): Cả 2 ngõ ra P0 và P1 đều phát xung nhưng lệch nhau 1 góc 90 độ

Lưu ý: P0 là ngõ ra phát xung đầu tiên, P1 là ngõ ra tiếp theo trong cặp ( P0 là Q0.0, P1 là Q0.1)

3: Cách khởi tạo dự án điều khiển động cơ servo

- Bước 1:Cấu hình chanel xung PTO cho PLC

Trong properties chọn chanel PTO1/PWM1 chọn enable

- Bước 2: cấu hình ngõ ra xung và hướng

Made By Stormy