đồ án máy bán hàng tự động

đồ án thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7200 do an thiet ke he thong may ban hang tu dong do an may ban hang , do an plc. do an thiet ke may ban hang tu dong đồ án thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7200 do an thiet ke he thong may ban hang tu dong do an may ban hang , do an plc. do an thiet ke may ban hang tu dong đồ án thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7200 do an thiet ke he thong may ban hang tu dong do an may ban hang , do an plc. do an thiet ke may ban hang tu dong đồ án thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7200 do an thiet ke he thong may ban hang tu dong do an may ban hang , do an plc. do an thiet ke may ban hang tu dong đồ án thiết kế máy bán hàng tự động sử dụng PLC S7200 do an thiet ke he thong may ban hang tu dong do an may ban hang , do an plc. do an thiet ke may ban hang tu dong

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MÁY BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG 3

1 Đặt vấn đề 3

2 Một số mô hình máy bán hàng tự động 3

2.1 Máy bán lon nước tự động 3

2.2 Máy bán bánh kẹo 3

2.3 Máy bán nước………4

2.4 Kết luận 5

3 Đặt bài toán điều khiển 5

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MÁY BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG 9

1 Giới thiệu thiết bị điều khiển lập trình PLC S7-200 10

2 Nguồn 31

3 Các loại cảm biến 32

4 Các cơ cấu chấp hành 36

5 Một số lỗi có thể xảy ra khi sử dụng……….39

CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÁY BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG 39

1 Xây dựng lưu đồ thuật toán 39

2 Đặt địa chỉ các biến vào ra 41

3 Chương trình điều khiển 42

4 Sơ đồ kết nối 47

KẾT LUẬN 10

LỜI NÓI ĐẦU

Tự động hoá là một trong những hướng phát triển chủ yếu hiện nay Tự độnghoá cho phép sử dụng tối đa các tiềm năng sẵn có, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao đốivới trang thiết bị phục vụ sản xuất Tự động hoá cho phép thực hiện các quá trìnhcông nghệ không có sự tham gia của con người Trong việc tự động hoá hoàn toàn thìvai trò của con người là quản lý và theo dõi hoạt động của các thiết bị và điều chỉnhcác cơ cấu có liên quan đến quy trình công nghệ

Hiện nay,trong công nghiệp hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngàycàng cao vào trong đời sống sinh hoạt sản xuất Mặt khác với công nghệ thông tin,công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một kiểu loại thiết bị, thiết

bị này đã đáp ứng được yêu cầu điều khiển nói trên, đó là thiết bị điều khiển khả trình

“PLC”

Ngày nay để tiết kiệm thời gian, công sức cho những nhu cầu sinh hoạt hàng ngày, họvẫn chọn đi chợ hay vào những cửa hàng tạp hoá,để không những mua mà còn ngắmnhững loại mặt hàng mới mẻ và đa dạng Bên cạnh đó, rất nhiều nơi tập trung rất đôngdân cư , với mật độ dân số rất đông thì những cửa hàng tạp hóa, những xe hàng đikhắp nơi chào mời khách mua hàng đã trở nên vô cùng phổ biến, đó là sự cạnh tranhkhông nhỏ đối với những gian hàng của máy bán hàng tự động

Ưu điểm: Máy bán hàng tự động có thể đặt ở mọi nơi và cung cấp hàng nhanh chóng

cho mọi người.Bên cạnh đó máy bán hàng tự động với các sản phẩm với giá thành cạnh tranh sẽ thu hút một số lượng lớn người tiêu dùng với tính linh hoạt, tiện lợi và giá thành cạnh tranh

Với sự góp mặt của máy này con người có thêm một khoảng thời gian làm việc khác như học tập, nghiên cứu và làm các việc mà chúng ta chưa thể tự động hóa vv Gần đây trên thị trường đã xuất hiện nhiều hệ thống bán hàng tự động, máy bán hàng

tự động rất đa dạng về nguồn gốc và chủng loại.Để đáp ứng được yêu cầu trên trongphạm vi đồ án môn học nay tôi dùng thiết bị khả trình PLC để viết chương trình cho hệthống bán hàng tự động nên để tìm hiểu rõ ràng và phân tích kĩ hơn nên em sẽ thực

hiện nghiên cứu đề tài:“Máy bán hàng tự động “

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MÁY BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG

2.3 Máy bán nước tự động

2 4 Kết luận

Mỗi loại máy bán hàng tự động có chức năng nhiệm vụ khác nhau thì cấu tạo vàchương trình điều khiển cũng khác nhau nhưng nó có chung bản chất như sau:

- Bài toán 1: + Nhận dạng tiền đầu vào và trả tiền thừa

+ Ghi nhận yêu cầu của khách hàng

- Bài toán 2: Cấp hàng theo yêu cầu đặt ra

+ Cấp đúng loại hàng+ Cấp đủ số lượng hàng

3 Đặt bài toán điều khiển

Máy bán hàng tạp hóa: Bài toán đặt ra trong giới hạn chỉ sử dụng 2 loại tiền ở đầu

vào và có 3 loại sản phầm đầu ra

- Yêu cầu công nghệ:

+ Nhận dạng tiền 5k; 10k

+ Số loại sản phầm A;B;C

+ Xử lý đếm và trả tiền thừa chính xác

+Dễ sử dụng

+ Xử lý lỗi cũng như sự cố xảy ra

1.1. Mô tả hoạt động của hệ thống

- Khi cấp nguồn cho máy, thì plc hoạt động , khi bỏ tiền vào thì cảm biến nhận tiềnkích hoạt plc truyền tín hiệu đến máy đếm tiền ( máy đếm tiền chỉ nhận 5000d và 10000đ) đồng thời plc kích mạch hiển thị led 7 đoạn hiện số tiền mà khách hàng bỏ vào

- Khi khách hàng chọn sản phẩm nào thì nhấn nút sản phẩm đó,số lượng bao nhiêu thìnhấn nút từng ấy lần,sau đó nhấn nút enter thì kích hoạt plc và plc vận đóng van

solenoid cơ cấu đẩy hàng mà khách chọn, cùng lúc đó plc cho động cơ của cảm biến

thối tiền hoạt động

- Khi khách hàng không muốn mua nữa thì nhấn nút cancel kích vào plc lúc đó plc

cho động cơ cảm biến hoạt động kích cảm biến thối tiền đếm tiền thối ra cho khách hàng Còn dư bao nhiêu thì động cơ quay và cảm biến thối tiền đếm tiền bấy nhiêu

- Máy bán hàng này, khách hàng chỉ được mua một lần hành trình hoạt động của máy lặp lại ban đầu

Cách thao tác máy bán hàng tự động

 Trình tự thao tác trên máy của khách hàng

1 Khách hàng bỏ tiền đồng vào máy

2 Khách hàng đã bỏ đủ tiền thì chọn hàng

3 Bấm nút vào loại hàng đã chọn

4 Khách hàng không đủ tiền hoặc không thích mua thì bấm nút

cancle(không đồng ý)

 Trình tự thực hiện của máy

1.Khi nhận được tiền( máy chỉ nhận 5000đ và 10000đ) , máy sẽ lưu vào biến

tổng số tiền và hiển thị số tiển trên máy thông qua màn hình led, đồng thời cho phép các nút chọn hàng hoạt động

2.Khi khách hàng đã bỏ đủ tiền thì có thể chọn mua hàng hoặc chưa đủ tiền thì

đèn sẽ báo nạp tiền thêm, còn không thì nhấn nút cancle trả tiền lại

3.Khách hàng đã đủ tiền, chọn loại hàng nào thì nhấn vào loại hàng đó Máy

sẽ tính toán lượng tiền bỏ vào trừ đi số tiền loại hàng máy đã bán mà khách hàng yêu cầu, nếu có tiền thừa thì trả lại(tiền sẽ trả lại sau khi hàng đã mua)

4.Nếu khách hàng huỷ các thao tác mua hàng bằng cách nhấn nút cancel máy

sẽ trả lại toàn bộ tổng số tiền mà khách hàng đã bỏ vào máy

Bản vẽ mô tả hệ thống

Cấu tạo cơ bản của 1 máy bán nước:

Đa số các máy bán hàng tự động đều có cấu tạo từ các thành phần cơ bản sau:

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MÁY

BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG

1 Giới thiệu thiết bị điều khiển lập trình PLC S7-200

PLC viết tắt của Programmable logic controller là thiết bị điều khiển logic khảtrình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngônngữ lập trình, bộ điều khiển thoả mãn các yêu cầu:

- Lập trình dễ dàng với ngôn ngữ lập trình dễ học

- Gọn nhẹ, dễ dàng tu sửa, bảo quản

- Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp

- Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

- Giao tiếp với các thiết bị thông tin, máy tính, nối mạng các modul mở rộng

Cơ sở của việc sử dụng PLC:

Trong công nghiệp trước đây, các hệ thống điều khiển số thường được cấu tạo trên

cơ sở các rơle và các mạch logic điện tử kết nối với nhau theo nguyên lý làm việc của

hệ thống Điều đó có nghĩa là: Quan hệ giữa các biến vào và các biến ra tuân theo một

( y1 , y2 , yn ) = f( x1 , x2 , , xn ).

Như vậy đối với mục đích điều khiển xác định thì hàm f là cố định Đối với các hệthống làm việc đơn giản và làm việc độc lập thì việc sử dụng các phần tử có sẵn liênkết cứng với nhau có nhiều ưu điểm về giá thành Tuy nhiên trong các hệ thống điềukhiển phức tạp nhiều chức năng thì những cấu trúc theo kiểu cứng có nhiều nhượcđiểm như:

- Hệ thống cồng kềnh, đấu nối phức tạp dẫn đến độ tin cậy kém

- Trường hợp cần thay đổi chức năng của hệ thống hoặc sửa chữa các hư hỏng thì phảidừng cả hệ thống để đấu nối

Hiện nay với sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử đ cho phép chế tạo các hệ vi

xử lý liên tiếp, dựa trên cơ sở của bộ vi xử lý, các bộ điều khiển logic có khả năng lậptrình được (PLC) đã ra đời, cho phép khắc phục được rất nhiều những nhược điểm củacác hệ điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC đã trở nên rất phổ biến trongcông nghiệp tự động hoá Có thể liệt kê các ưu điểm chính của việc sử dụng PLC gồm:

- Giảm bớt việc đấu nối dây khi thiết kế hệ thống, giá trị Logic của nhiệm vụ điềukhiển được thực hiện trong chương trình thay cho việc đấu nối dây

- Tính mềm dẻo cao trong hệ thống

- Bộ nhớ

- Bộ vào ra

Trạng thái tín hiệu vào được nhận biết và chứa trong bộ nhớ, nơi PLC thực hiện cáclệnh logic được lập trình để xử lý các tín hiệu vào máy và tạo ra các tín hiệu ra để điềukhiển các thiết bị liên quan

* Cấu trúc PLC bao gồm:

Đối với PLC cỡ nhỏ các bộ phận thường được kết hợp thành một khối Cũng có một

số hạng thiết kế PLC thành từng mô đun để người sử dụng có thể lựa chọn cấu hìnhPLC cho phù hợp mà ít tốn kém nhất, đồng thời đáp ứng được yêu cầu ứng dụng Một

bộ PLC có thể có nhiều mô đun nhưng thành phần cơ bản nhất của phần cứng trong bộPLCbao giờ cũng có các khối sau:

Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC gồm có 4 khối chính đó là: Khối nguồn, khối vi xứ lý– bộ nhớ, khối đầu vào, khối đầu ra Thông thường các tín hiệu xuất nhập đều ở dạng

số (1-0) còn nếu tín hiệu là dạng liên tục thì ta cần gắn các khối xuất nhập ở dạng liêntục (Analog)

1.1 Mô đun nguồn (Moudule):

Là khối chức năng dùng để cung cấp nguồn và ổn định điện áp cho PLC hoạt động.trong công nghiệp người ta thường dùng điện áp 24V một chiều Tuy nhiên cũng có bộPLC sử dụng điện áp 220V xoay chiều

1.2 Mô đun CPU (Centrol rocessor Unit Module ):

Bao gồmbộ vi xử lý và bộ nhớ:

* Bộ vi xử lý (CPU ): CPU là một bộ não của PLC Nó điều khiển và kiểm soát tất cả

mọi hoạt động bên trong của PLC Nó thực hiện những lệnh đọc được chương trìnhhoá lưu trữ bên trong bộ nhớ, một hệ thống BUS mang thông tin đến và kết nối từ

bởi một tần số đồng bộ do tinh thể thạch anh bên ngoài hay một bộ dao động RC.Mạch dao động này có nhiệm vụ tạo ra tần số dao động từ 1- 8 MHZ, tuỳ thuộc vào bộ

vi xử lý đ được sử dụng và phạm vi sử dụng Một CPU bao gồm 3 thành phần riêngbiệt sau:

Bộ khiển (CU- Control Unit ) gồm khối soạn lệnh và ngăn xếp có nhiệm vụ lấylệnh ra từ bộ nhớ và xác định kiểu lệnh

Bộ lý luận và số học (AlU) để thực hiện các phép toán số học và logic như: cộngtrừ, AND, OR, NOT,…

Bộ nhớ có tốc độ cao, kích thước nhỏ để lưu các kết quả tạm thời và các thông tinđiều khiển

Để thực hiện một lệnh nào đó CPU phải tuân thủ các b-ớc lệnh sau:

- Lấy lệnh từ bộ nhớ và thanh ghi lệnh

- Thay đổi bộ đếm chương trình để chỉ đến lệnh kế tiếp

- Xác định kiểu lệnh vừa lấy

- Xác định dữ liệu mà lệnh yêu cầu và xác định vị trí dữ liệu trong bộ nhớ

- Nếu lệnh cần dữ liệu trong bộ nhớ thì nạp nó vào thanh ghi của CPU

- Thực hiện lệnh

- Lưu trữ kết quả ở nơi thích hợp

- Trở về bước một để thực hiện lệnh kế tiếp

* Bộ nhớ: Bao gồm bộ nhớ chứa chương trình và bộ nhớ dữ liệu, Đơn vị nhỏ

nhất của bộ nhớ là bít có giá trị “1” (hoặc “0”) Nhiều bít hợp theo hàng và cột

tạo thành một khối bộ nhớ Nội dung bộ nhớ có thể đọc ra hoặc ghi vào Mỗi bit

được nghĩa một địa chỉ riêng để bộ nhớ dễ quản lý

Có hai loại bộ nhớ như sau:

- Bộ nhớ RAM (Random Access Memory): Ram là bộ nhớ chính trong mọi máytính Kể cả PLC Bộ nhớ RAM có lợi là dung lượng lớn nhưng giá rẻ Ram là loại bộnhớ có thể đọc ghi chương trình một cách dễ dàng Tuy nhiên dữ liệu trong Ram sẽ bịxoá sạch khi có sự cố về điện Vì vậy muốn lưu trữ chương trình điều khiển trong bộnhớ Ram thì người ta dùng phương pháp nuôi bộ nhớ Ram bằng 1 nguồn Pin Nếu cầnlưu trữ dài thì ta dùng loại pin có chất lượng cao

- Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): Rom là bộ nhớ chỉ đọc Bộ nhớ này có đặctính trái ngược với bộ nhớ Ram là rất khó xoá, nên khi có sự cố về điện thì nội dungchương trình vẫn còn trong bộ nhớ Nhưng hiện nay người ta có thể thay đổi nội dungcủa nó Tuỳ thuộc vào cách tạo nội dung, cách xoá nội dung, cách nạp nội dung mới

vào nó mà ta có các loại bộ nhớ Rom khác nhau như: PROM, EPROM, RPROM,EEROM, EAROM.

Điển hình ở đây ta xét 2 loại bộ nhớ ROM được dùng rộng rãi trong các PLC làEPROM và EEPROM

+ EPROM (Erasable Programmble Read - Only Memory): Bộ nhớ Rom có thểxoá nội dung chương trình Nó được xoá bằng tia cực tím, sau khi nội dung cũ đượcxoá thì người ta dùng một thiết bị đặc biệt để ghi nội dung chương trình mới vào trongRom Loại này rất phức tạp vì phải dùng thiết bị đắt tiền

+ EEPROM ( Electrically Erasable Programmble Read - Only Memory): Bộ nhớloại này cũng giống như bộ nhớ EPROM nhưng phương thức xoá nộidung chươngtrình đơn giản hơn Tức là nó được xoá bằng điện và việc nạp một chương trình mớicho nó cũng đơn giản Ngoài hai loại trên trong các PLC người ta còn thường dùngFLASH EROM đối với những bộ điều khiển logic theo chương trình thuộc loại lớn cóthể có nhiều Module CPU nhằm tăng tốc độ xử lý

1.3 Mô đun nhập (Input Module ):

Các cảm biến (Sensors) được nối với Module ngõ vào của PLC Thông thường mộtModule nhập có 8 ngõ vào hoặc 16 ngõ vào hoặc có thể hơn nữa tuỳ thuộc vào yêu cầucủa người sử dụng mà chọn cho phù hợp Đối với những ứng dụng nhỏ thì cần khoảng

16 ngõ vào, ứng dụng trung bình thì cần khoảng 80 ngõ vào, ứng dụng cỡ dùng cáccuộn dây Rơle cho ngõ vào Điện áp hoạt động đưa vào các cuộn dây này thường vàokhoảng 24 VDC với dòng vào vài mA (6mA), rất bé so với dòng tiêu thụ qua cuộn dâytrong rơle thực tế Cũng có PLC hoạt động với điện áp 220VAC Mặc dù điện áp caonhư vậy nhưng vẫn đảm bảo an toàn cho mạch điện tử của PLC vì người ta sử dụngcác linh kiện cách ly (Optocoupler)

Theo tiêu chuẩn công nghiệp với điện áp 24VDC, người ta quy định:

- Điện áp từ 0 ữ 5 VDC thể hiện logic 0 ở ngõ vào

- Điện áp từ 11 ữ 30 VDC thể hiện logic 1 ở ngõ vào

1.4 Mô đun xuất (Output Module):

Trong PLC thì Module xuất cũng hết sức quan trọng không kém Module nhập Nó cóthể có 8 hoặc 16 ngõ ra mà trên một Module xuất, do vậy người sử dụng có thể kết nốinhiều module lại với nhau để được số ngõ ra phù hợp Đối với những ứng dụng nhỏ thìcần 16 ngõ ra Những ứng dụng lớn hơn có thể dùng tới 26 hoặc 256 ngõ ra Cũnggiống như Module nhập thì các ngõ ra của Module xuất là các tiếp điểm của rơle, khảnăng chịu tải lớn 220V/1A Nếu muốn khống chế phụ tải cú công suất lớn thì thôngqua các thiêt bị trung gian như: CTT Aptomat Triac

Ngoài ra còn có PLC với ngõ ra là tín hiệu điện: logic 0 ứng với điện áp từ 0-0,8V và

logic 1 ứng với điện áp từ 12 - 28V với dòng ra có khi lên tới 300mA Dải điện áp cấpnguồn từ 12V - 28 V

1.5 Đáp ứng của ngõ vào ra của thiết bị lập trình:

Ngõ vào của PLC tiếp nhận các tín hiệu từ các Sensors, từ sự đóng ngắt các tiếp điểmcủa nút bấm Start, Stop, Emergency Stop Từ cảm biến hành trình, Để chống rung ởngõ vào PLC có một mạch lọc ở ngõ vào do đó làm chậm thời gian đáp ứng của nó( từ 100 às đến 25,5 ms) Nếu cần PLC cũng có những ngõ vào chuyên dùng với tốc độđáp ứng nhanh Đáp ứng ở ngõ ra đủ nhanh (cỡ ms),đạt yêu cầu đối với ứng dụng điềukhiển các cơ cấu chấp hành trong thiết bị tự động hoá công nghiệp Đáp ứng ngõ vào:(Bằng đi ốt quang-Mạch chuyển đổi)

Công tắc chọn chế độ làm việc của PLC:

Có 3 vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau trên PLC

- RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ PLC S7-200 sẽ chuyểnkhỏi chế độ RUN sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố, hoặc trong chương trìnhgặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN Nên quan sát trạng tháithực tại của PLC theo đèn báo

- STOP vị trí cưỡng bức PLC dừng công việc thựuc hiện chương trình đang chạy vàchuyển sang chế độ STOP ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trìnhhoặc nạp một chương trình mới

- TERM cho phép máy lập trình tự quyết định một trong chế độ làm việc cho PLChoặc ở RUN hoặc ở STOP

Cấu trúc bộ nhớ PLC:

Bộ điều khiển lập trình S7-200 được chia thành 4 vùng nhớ Với 1 tụ có nhiệm vụ duytrì dữ liệu trong thời gian nhất định khi mất nguồn bộ nhớ S7- 200 có tính năng độngcao, đọc và ghi trong phạm vi toàn vùng loại trừ các bít nhớ đặc biệt SM (SpecialMemory) chổ có thể truy nhập để đọc

* Vùng chương trình: Là vùng bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trìnhvùng này thuộc bộ nhớ trong đọc và ghi được

* Vùng tham số: Là vùng lưu trữ các tham số như : từ khoá, địa chỉ trạm… cũng giốngnhư vùng chương trình thuộc bộ nhớ trong được đọc và ghi được

Vùng dữ liệu: Là vùng nhớ động được sử dụng cất các dữ liệu của chương trình baogồm các kết quả các phép tính nó đ-ợc truy cập theo từng bit từng byte vùng này đượcchia thành những vùng nhớ với các công dụng khác nhau

Vùng I (Input image register): Là vùng nhớ gồm 16 byte I (đọc/ghi): I.O - I.15

Vùng Q (Output image register): Là vùng nhớ gồm 16 byte Q (đọc/ghi): Q.O - Q.15Vùng M (Internal memory bits): là vùng nhớ gồm có 32 byte M (đọc/ghi): M.O - M.31 Vùng V (Variable memory): Là vùng nhớ gồm có 10240 byte V (đọc/ghi): V.O -V.10239

Vùng SM: (Special memory): Là vùng nhớ gồm:

- 194 byte của CPU chia làm 2 phần: SM0 – SM29 chỉ đọc và SM30 – SM194đọc/ghi

- SM200-SM549 đọc/ghi của các module mở rộng

* Vùng đối tượng: Là timer (định thì), counter (bộ đếm) tốc độ cao và các cổng vào/ratương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng vùng này không thuộc kiểu non –volatilenhưng đọc ghi được

- Timer (bộ định thì): đọc/ghi T0 - T255

- Counter (bộ đếm): đọc/ghi C0 - T255

- Bộ đệm vào analog (đọc): AIW0 - AIW30

- Bộ đệm ra analog (ghi): AQW0 - AQW30

- Accumulator (thanh ghi): AC0 - AC3

- Bộ đếm tốc độ cao: HSC0 - HSC5

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

từ đơn (word – 2byte), từ kép (Double word)

PLC thực hiện chương trình:

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là vòngquét (scan) Bắt đầu mỗi vòng quét là việc quét các tín hiệu vào Trong quá trình quétnày trạng thái hiện thời của mỗi tín hiệu vào được chứa trong bảng ảnh Việc quét cácđầu vào này rất nhanh, việc quét phụ thuộc vào các modull vào, xung nhịp cũng nhưcác đặc tính riêng của mỗi loại CPU Tiếp theo CPU thực hiện chương trình sử dụng.Công việc này thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng của chương trình (lệnhMEND) Như vậy thời gian thực hiện chương trình sẽ phụ thuộc vào độ dài chươngtrình, độ phức tạp của các lệnh, và đặc tính kỹ thuật của từng loại CPU

Trong quá trình thực hiện chương trình CPU luôn làm việc với bảng ảnh ra Tiếptheo của việc quét chương trình là truyền thông nội bộ và tự kiểm tra lỗi Vòng quétđược kết thức bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi Những trườnghợp cần thiết phải cập nhật modull ra ngay trong quá trình thực hiện chương trình CácPLC hiện đại sẽ có sẵn các lệnh để thực hiện điều này

Tập lệnh của PLC chứa các lệnh ra trực tiếp đặc biệt, lệnh này sẽ tạm thời dừnghoạt động bình thường của chương trình để cập nhật modull ra, sau đó sẽ quay lại thựchiện chương trình Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi làthời gian vòng quét (Scan time) Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phảivòng quét nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau Có vòngquét được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanhtuỳ thuộc vào số lệnhtrong chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu được truyền thông trongvòng quét đó Một vòng quét chiếm thời gian quét ngắn thì chương trình điều khiênđược thực hiện càng nhanh

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp vớicổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số Việctruyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý

Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cảchương 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 đượcsoạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình Chương trình xử lý ngắt chỉđược thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất

cứ điểm nào trong vòng quét

2 Tập lệnh cơ bản dùng trong thiết bị điều khiển khả trình PLC S7-200.

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 MEND

Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trìnhchính, sau đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt bằng cách viết như vậy cấu trúcchương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình có thể trộnlẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính

1.6 - Phương pháp lập trình PLC với phần mềm STEP7-Micro/WIN 32

Phương pháp lập trình PLC với phần mềm STEP7-Micro/WIN 32:

- Cách lập trình cho S7-200 dựa trên hai ph-ơng pháp cơ bản: Phương pháp hình

thang (ladder logic – viết tắt là LAD) và phương pháp liệt kê lệnh (Statement List viếttắt là STL) và phương pháp thứ 3 mà không được dùng thông dụng là phương pháp sơ

đồ khối chức năng (Funtion Block Diagram viết tắt là FBD)

- Chương trình được viết theo kiểu LAD thiết bị lập trình sẽ tạo ra một chương trìnhtheo kiểu STL tương ứng Nhưng ngược lại không phải tất cả các chương trình viết theo kiểu STL đều có thể chuyển sang dạng LAD

* Phương pháp LAD: LAD là ngôn ngữ lập trình đồ hoạ những thành phần cơ bảndùng trong LAD tương ứng với các thành phần cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như sau:

- Tiếp điểm: Là biểu tượng (Symbol) mô tả các tiếp điểm rơle các tiếp điểm có thểthường đóng:

-Cuộn dây (coil): là biểu tượng mô tả rơle mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơle

- Hộp (box): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau nó làm việc khi có dòng điện chạy đến hộp thường là các bộ thời gian (timer), bộ đếm (counte) và các hàm toán

học:

- Mạng LAD: là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồnbên trái sang nguồn bên phải dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đến các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn

+ Phương pháp liệt kê lệnh STL: Phương pháp liệt kê (STL) là phương pháp thực hiệnchương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh Mỗi câu lệnh trong chương trình kể cả những lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC

Để tạo một chương trình dạng STL người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng của ngăn xếp logic của S7-200 (S0 - S8)

Ngăn xếp lôgic là một khối gồm 9 bit chồng lên nhau Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp, đều chỉ làm việc với bit đầu tiên hoặc với bit đầu và bit thứ hai của ngănxếp (S0 - S1) giá trị logic mới đều có thể được gửi vào ngăn xếp

+ Phương pháp FBD: Dùng các phần tử logic để viết chương trình ví dụ các mạch AND, OR, NOT

1.7 Cú pháp lệnh cơ bản trong PLC S7-200.

Hệ lệnh của S7-200 được chia làm 3 nhóm:

- Nhóm lệnh không điều kiện: Các lệnh mà khi thực hiện thì làm việc độc lập

không phụ thuộc vào giá trị logic của ngăn xếp

- Nhóm lệnh có điều kiện: Các lệnh chỉ thực hiện đ-ợc khi bit đầu tiên của ngăn

xếp có giá trị logic bằng 1

- Nhóm lệnh đặt nhãn: Các nhãn lệnh đánh dấu vị trí trong tập lệnh

Trong các bảng lệnh còn mô tả sự thay đổi t-ơng ứng của nội dung ngăn xếp khi

lệnh được thực hiện Cả hai phương pháp LAD và STL đều sử dụng ký hiệu I để chỉ việc thực hiện tức thời (Immediateli) tức là giá trị được chỉ dẫn trong lệnh vừa được chuyển vào thanh ghi ảo vừa đồng thời được chuyển đến tiếp điểm chỉ dẫn trong lệnh ngay khi lệnh đượcthực hiện chứ không phải chờ đến giai đoạn trao đổi với ngoại vi của vòng quét Điều đó khác với lệnh không tức thời là giá trị được chỉ định trong lệnhchỉ được chuyển vào thanh ghi ảo khi thực hiện lệnh

Các lệnh Timer, Counter

* Timer

Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều khiển

t thì tín hiệu đầu ra của Timer là x (l-t) Trong S7-200 có hai loại Timer khác nhau:

- Timer tạo thời gian trễ không có nhớ ( On-Delay Timer ), ký hiệu là TON

- Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), ký hiệu là TONR

Hai loại Timer này phân biệt nhau bởi phản ứng của chúng đối với tín hiệu vào Cảhai loại đều bắt đầu tạo thời gian trễ từ thời điểm có sườn lên của tín hiệu vào NhưngTON sẽ tự Reset khi đầu vào có mức logic 0, còn TONR thì không tự Reset khi mấttín hiệu vào TON được dùng để tạo thời gian trễ trong một khoảng thời gian, cònTONR thời gian trễ được tạo ra trong nhiều khoảng khác nhau Trong phần này chúng

ta chỉ nghiên cứu loại Timer TON

Cú pháp khai báo Timer trong LAD và STL như sau: