Sự phân định số lượng thiết bị nhập/xuất được đưa ra ngoài trước việc nối dây theo sơ đồ Ladder bởi vì số lệnh là giá trị chính xác của những tiếp điểm trong sơ đồ Ladder. 3. Viết chương trình điều khiển Hầu hết các PLC hiện nay vẫn sử dụng ngôn ngữ lập trình quen thuộc đã xuất hiện từ thời kỳ đầu là Ladder (LAD) - ngôn ngữ dạng biểu đồ thang, ngôn ngữ dạng liệt kê lệnh Statement List (STL)....
§å ¸n tèt nghiƯp Ngun Träng Hïng - §iƯn 45A không cần thêm mạch điện khác Sự phân định số lợng thiết bị nhập/xuất đợc đa trớc việc nối dây theo sơ đồ Ladder số lệnh giá trị xác tiếp điểm sơ đồ Ladder Viết chơng trình điều khiển Hầu hết PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình quen thuộc đà xuất từ thời kỳ đầu Ladder (LAD) - ngôn ngữ dạng biểu đồ thang, ngôn ngữ dạng liệt kê lệnh Statement List (STL) Nếu chơng trình đợc viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình tự tạo chơng trình kiểu STL tơng ứng Nạp chơng trình vào nhớ Các chơng trình đợc đa vào nhớ PLC thiết bị lập trình Các thiết bị lập trình loại cầm tay, giao tiếp để bàn, máy tính Sau hoàn chỉnh phần lập trình, nạp chơng trình xuống PLC (down - load), đọc chơng trình từ PLC (upload) theo dõi chơng trình để gỡ rỗi (Monitoring, Debug), theo dõi thay đổi tham số trực tuyến Chạy thử chơng trình Để đảm bảo cấu trúc chơng trình tham số đà cài đặt xác trớc đa vào điều khiển cần thực việc kiểm tra phát lỗi thông qua mô ghép nối trực tiếp với đối tợng cần điều khiển hoàn thiện chơng trình theo hoạt động Trờng ĐHNNI - Hà Nội - 37 - Khoa Cơ - §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Träng Hïng - §iƯn 45A Tìm hiểu yêu cầu hệ thống điều khiển Nối tất thiết bị vào / với PLC Dùng mét l−u ®å chung cđa hƯ thèng ®iỊu khiển Kiểm tra tất dây nối Liên kết đầu vào / tơng ứng vỡc đầu I/O PLC Chạy thử chơng trình Phiên dịch lu đồ sang giản đồ thang Lập trình giản đồ thang vào PLC Sửa lại phần mềm Chơng trình Thay đổi chơng trình Mô chơng trình kiểm tra phần mềm Lu chơng trình vào EPROM Sắp xếp có hệ thống tất vẽ Chơng trình Kết thúc Hình 3.2: Sơ đồ thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC 3.1.8 Ngôn ngữ lập trình Simatic S7 - 200 [6] S7-200 ngôn ngữ lập trình thông dụng, thông qua mà ngời sử Trờng ĐHNNI - Hà Nội - 38 - Khoa Cơ - §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Träng Hïng - §iƯn 45A dụng thông tin đợc với điều khiển PLC bên S7 - 200 biểu diễn mạch logic cứng dÃy lệnh lập trình ắ Cách lập trình cho S7 - 200 nói riêng cho PLC Siemens nói chung dựa hai phơng pháp ắ Phơng pháp hình thang: (ladder logic viết tắt LAD) phơng pháp đồ hoạ thích hợp ngời quen thiết kế mạch điều khiển logic, kỹ s ngành điện ắ Phơng pháp liệt kê lệnh: STL (Statement list) dạng ngôn ngữ lập trình thông thờng máy tính Bao gồm câu lệnh đợc ghép lại theo thuật toán định để tạo chơng trình Phơng pháp phù hợp với kỹ s lập trình Một chơng trình đợc viết theo phơng pháp LAD đợc chuyển sang dạng STL nhiên chơng trình viết theo dạng STL đợc chuyển sang dạng LAD Trong trình lập trình điều khiển viết theo phơng pháp LAD vËy chun sang STL th× bé lƯnh cđa STL có chức tơng ứng nh tiếp điểm, cuộn dây hộp dây dùng LAD Để làm quen hiểu biết thành phần LAD STL ta cần nắm vững định nghĩa sau: ắ Định nghĩa LAD: LAD ngôn ngữ lập trình đồ hoạ Những thành phần dùng LAD tơng ứng với thành phần bảng điều khiển rơle Trong chơng trình LAD phần tử dùng để biểu diễn lệnh logic ắ Lập trình thang PLC thông dụng dựa sơ đồ thang Việc viết chơng trình tơng đơng với vẽ mạch chuyển mạch sơ đồ thang gồm hai đờng dọc biểu diễn đờng công suất Các mạch đợc nối kết qua đờng ngang (các nấc thang), hai đờng dọc Để vẽ sơ đồ thang, cần tuân thủ quy ớc sau Trờng ĐHNNI - Hà Nội - 39 - Khoa Cơ - Điện Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Trọng Hùng - Điện 45A ắ Các đờng dọc sơ đồ biểu diễn đờng công suất, mạch đợc nối kết đờng ắ Mỗi nấc thang xác định hoạt động trình điều khiển ắ Sơ đồ thang đợc đọc từ trái sang phải từ xuống Nấc Nấc Nấc Nấc END Nấc cuối Hình 3.3: Sơ đồ quét hình thang Nấc đỉnh thang đợc đọc từ trái sang phải Tiếp theo, nấc thứ hai tính từ xuống đợc đọc từ trái sang phải Khi chế độ hoạt động, PLC từ đầu đến cuối chơng trình thang, nấc cuối chơng trình thang đợc ghi rõ ràng, sau đợc lập lại từ đầu Quá trình lần lợt qua tất nấc chơng trình đợc gọi chu trình ắ Mỗi nấc bắt đầu với nhiỊu ngâ vµo vµ kÕt thóc víi Ýt nhÊt mét ngõ Thuật ngữ ngõ vào đợc dùng cho hoạt động điều khiển, chẳng hạn đóng tiếp điểm công tắc, đợc dùng làm ngõ vào PLC Thuật ngữ ngõ đợc dùng cho thiết bị đợc nối kết với ngõ PLC, ví dụ, động ắ Các thiết bị điện đợc trình bày điều kiện chuẩn chúng Vì vậy, công tắc thờng mở đợc trình bầy sơ đồ thang trạng thái mở Công tắc thờng đóng đợc trình bầy trạng thái đóng ắ Thiết bị xuất nhiỊu nÊc thang VÝ dơ, cã thĨ cã Tr−êng §HNNI - Hà Nội - 40 - Khoa Cơ - Điện §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Träng Hïng - §iƯn 45A rơle đóng mạch nhiều thiết bị Các mẫu tự và/hoặc số giống đợc sử dụng để ghi nhÃn cho thiết bị trờng hợp ắ Các ngõ vào đợc nhận biết theo địa chúng Kí hiệu tuỳ theo nhà sản xuất PLC Đó địa ngõ vào ngõ nhớ PLC Tiếp điểm: biểu tợng (symbol) mô tả tiếp điểm rơle Các tiếp điểm thờng mở thờng đóng ắ Cuộn dây (Coil): Là biểu tợng mô tả rơle đợc mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơle ắ Hộp (Box): Là biểu tợng mô tả hàm khác làm việc có dòng điện chạy đến hộp Những dạng hàm thờng biểu diễn hộp thời gian (Timer), đếm (Counter) hàm toán học Cuộn dây hộp phải mắc theo chiều dòng điện Chiều dòng điện mạng LAD từ đờng nguồn bên trái sang đờng nguồn bên phải Đờng nguồn bên trái dây nóng đờng nguồn bên phải trung hoà ®−êng trë vỊ cđa ngn cung cÊp (Khi sư dơng chơng trình tiện dùng Step7 Micro/Dos Step7 Micro/Win đờng nguồn bên phải không đợc thực hiện) Dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đóng đến cuộn dây hộp trở nguồn bên phải ắ Định nghĩa STL: Phơng háp liệt kê lệnh phơng pháp thể chơng trình dới dạng tập hợp câu lệnh Mỗi câu lệnh chơng trình kể lệnh hình thức biểu diễn chức PLC Phơng pháp STL dùng từ viết rắt gợi nhớ để lập công thức cho việc điều khiển, tơng tự với ngôn ngữ Assembler máy tính 3.1.9 Phơng pháp lập trình phần mềm Step7- Micro/Win32 Phần mềm Step - Micro/Win 32, ngời dùng tạo chơng trình cấu hình dới dạng mà họ thích: biểu đồ thang (Ladder diagram), danh sách lệnh (Statement list), biểu đồ khối chức (Function block diagram) Một hai dự án soạn thảo song song lúc Việc Trờng ĐHNNI - Hà Nội - 41 - Khoa Cơ - Điện Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Trọng Hùng - Điện 45A lập trình đợc đơn giản hoá cách đáng kể nhờ chức kéo thả (drag and drop), cắt, dán nhờ sử dụng bàn phím chuột Một số chức cho phép việc tìm thay tự động, xem trớc in (print preview), bảng thông tin biểu tợng có địa chỉ, biểu tợng nh địa đợc hiển thị cho phần tử trình làm việc giám sát tình trạng làm việc Định cấu hình lập trình Đây bớc quan trọng cần thực gồm có bớc sau: ắ Lựa chọn thực đơn Tools Options nh hình ? ắ Hép tho¹i Options xt hiƯn cho phÐp ta lùa chän phơng thức lập trình thích hợp nh: Lựa chọn cửa sổ soạn thảo chơng trình, ngôn ngữ viết chơng trình ắ Để kết thúc ta nhấn nút ENTER kích vào nút OK để xác nhận lựa chọn ®ã H×nh 3.4: Lùa chän cÊu h×nh lËp tr×nh Tr−êng ĐHNNI - Hà Nội - 42 - Khoa Cơ - §iƯn §å ¸n tèt nghiƯp Ngun Träng Hïng - §iƯn 45A Tạo lu trữ Project ắ Các thành phần Project Một Project bao gồm thành phần sau: - Program Block : Bao gồm mà hóa thực đợc lời thích Mà hóa thực đợc bao gồm chơng trình hay ngắt chơng trình Mà hóa đợc tải đến PLC thích chơng trình không - Data Block: Khối liệu bao gồm liệu (những giá trị nhớ ban đầu, số) lời thích Dữ liệu đợc tải đến PLC , lời thích không - System Block: Chứa thông tin cấu hình nh thông số truyền thông, dải liệu lu giữ, lọc đầu vào số tơng tự thông tin mật Các thông tin đợc tải đến PLC - Symbol Table: Cho phép chơng trình sử dụng địa tợng trng Những địa tiện ích cho ngời lập trình làm cho chơng trình dễ theo dõi Chơng trình biên dịch tải tới PLC chuyển địa tợng trng thành địa thực Thông tin Symbol Table không đợc tải tới PLC - Status Chart : Cho phép theo dõi cách thức xử lý liệu ảnh hởng tới việc thực chơng trình Status Chart không đợc tải đến PLC ,chúng đơn giản cách thức quản lý hoạt động PLC - Cross Reference: Cửa sổ Cross Reference cho phép kiểm tra bảng chứa xác toán hạng sử dụng chơng trình vùng nhớ đà đợc gán (Bit Usage and Bye Usage) Trong chơng trình soạn thảo chế ®é RUN, ta cã thĨ kiĨm tra nh÷ng sè (EU, ED) đợc sử dụng chơng trình Thông tin Cross Reference Usage không đợc tải đến PLC ắ Cách tạo Project Để tạo Project ta cần kích hoạt vào biểu tợng Step7 Micro/ Win32 Project đợc tạo Trờng ĐHNNI - Hà Nội - 43 - Khoa Cơ - Điện Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Trọng Hùng - §iƯn 45A Ta cã thĨ t¹o mét Project míi sư dụng thực đơn cách lựa chọn File New ấn tổ hợp phím Ctr+N Để mở Project có sẵn cách lựa chọn File Open ấn tổ hợp phím Ctr+O lựa chọn tên Project muốn mở ắ Lu trữ Project Để lu trữ Project tạo ra, ta lựa chọn lệnh thực đơn Project Save All kích vào biểu trợng công cụ nhấn tổ hợp phím Ctrl+S Soạn thảo chơng trình Step7 - Micro/Win32 cho phép tạo chơng trình mà sử dụng cửa sổ là: LAD STL ắ Soạn thảo chơng trình LAD Cửa sổ để soạn thảo chơng trình LAD có dạng nh sau: Để soạn thảo chơng trình, ta tiến hành theo bớc sau: Hình 3.5: Cửa sổ soạn thảo chơng trình LAD logic Trờng ĐHNNI - Hà Nội - 44 - Khoa Cơ - Điện Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Trọng Hùng - Điện 45A - Nhập tiêu đề cho vùng soạn thảo cách kích đúp vào dòng chữ xanh Network - Để soạn thảo phần tử thang, ta kích vào biểu tợng tơng ứng dẫn lựa chọn dang sách dẫn - Nhập vào địa tham số vùng chữ ấn ENTER - Nhập tên, địa giải thích cho địa cách vào Viewsymbol Table ắ Soạn thảo chơng trình STL Thông thờng trình soạn thảo đợc viết chơng trình LAD, sau ®ã chun sang d¹ng STL, cưa sỉ giao diƯn cđa STL đợc minh họa nh sau: Hình 3.6: Cửa sổ soạn thảo chơng trình STL Các bớc để soạn thảo chơng trình STL - Trớc hết chia đoạn chơng trình thành mảng, mảng phải có từ khóa NETWORK - Trớc lời thích phải có đờng song đôi (//) Khi thêm dòng thích phải bắt đầu đờng song đôi - Các lệnh, toán hạng địa lệnh lời thích phải đợc ngăn cách khoảng trống Tab Trờng ĐHNNI - Hà Nội - 45 - Khoa Cơ - Điện ... ngôn ngữ viết chơng trình ắ Để kết thúc ta nhấn nút ENTER kích vào nút OK để xác nhận lựa chọn Hình 3.4: Lựa chọn cấu hình lập trình Trờng ĐHNNI - Hà Nội - 42 - Khoa Cơ - Điện §å ¸n tèt nghiƯp... diễn đờng công suất Các mạch đợc nối kết qua đờng ngang (các nấc thang), hai đờng dọc Để vẽ sơ đồ thang, cần tuân thủ quy ớc sau Trờng ĐHNNI - Hà Nội - 39 - Khoa Cơ - Điện Đồ án tốt nghiệp Nguyễn... tiếp điểm công tắc, đợc dùng làm ngõ vào PLC Thuật ngữ ngõ đợc dùng cho thiết bị đợc nối kết với ngõ PLC, ví dụ, động ắ Các thiết bị điện đợc trình bày điều kiện chuẩn chúng Vì vậy, công tắc thờng