LẬP TRÌNH PLC S7-1200 CHO NGƯỜI MỚI BẮT ĐẦU

KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ THS BÙI THÚC QUỐC – 0988887017  HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH PLC S7-1200 CHO NGƯỜI MỚI BẮT ĐẦU BÌNH DƯƠNG, / 2021 LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình nhằm mục đích cung cấp kiến thức thiết bị phương pháp lập trình “PLC S7 – 1200” nội dung giáo trình phục vụ cho sinh viên ngành Kỹ thuật điện, Điều khiển Tự động, Tự động hóa trường Đại học, Cao đẳng, Trung cấp Đồng thời giúp cho sinh viên chuyên ngành khác cán kỹ thuật có quan tâm đến lĩnh vực Tự động hóa Với mong muốn chia sẻ kiến thức, kinh nghiệm, kỹ có qua q trình giảng dạy, trải nghiệm thực tế làm việc với phần mềm Tia Portal tới sinh viên người đam mê kỹ thuật, u thích sản phẩm tự động hóa, nên tơi biên soạn tài liệu giáo trình Khi viết giáo trình tơi có tham khảo tài liệu kinh nghiệm nhà giáo giảng dạy nhiều năm trường Đại học, đồng thời cập nhập nội dung mới, vừa đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo phục vụ nghiệp cơng nghiệp hóa – đại hóa Tuy nhiên tác giả có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình khơng tránh khỏi khiếm khuyết Chúng tơi mong nhận đóng góp ý kiến quý đồng nghiệp bạn sinh sinh viên để giáo trình hồn thiện Mọi ý kiến đóng góp xin gửi Email: thucquoc2010@gmail.com Mobile: 0988887017 Trân trọng Tác giả Ths BÙI THÚC QUỐC Giảng viên: Ths Bùi Thúc Quốc -1- CHƯƠNG I: KIẾN THỨC CƠ BẢN * HỆ THỐNG SỐ CỦA PLC - Mỗi hệ thống số học dựa số nó: + Với hệ thống số nhị phân sử dụng số + Với hệ thống số thập phân sử dụng số 10 + Với hệ thống số thập lục phân sử dụng số 16 - Giá trị chữ số phụ thuộc vào vị trí số Tổng giá trị chữ số giá trị số Bảng 1.1 Hệ thống số sử dụng PLC Cơ số Tên Đơn vị liệu Binary - Nhị phân Bit Octal - Bát phân Nibble 10 Decimal - Thập phân Digital 16 Hexadecimal - Thập lục phân Byte Bảng 1.2 Giá trị tương ứng hệ thống số Thập phân Nhị phân Bát phân Thập lục phân 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 10 1001 11 10 1010 12 A Giảng viên: Ths Bùi Thúc Quốc -2- 11 1011 13 B 12 1100 14 C 13 1101 15 D 14 1110 16 E P5 1111 17 F 1/ Hệ thống số thập phân - Hệ thống số thập phân dựa theo số 10 - Vị trí số thập phân xác định từ phải sang trái, bao gồm chữ số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, - Điều có nghĩa chữ số tận bên phải nhân với 100, số nhân với 101, số nhân với 102,… *Ví dụ: 8 x 100 = x 101 = 20 x 102 = 600 x 103 = 7000 Tổng 7628 = 2/ Hệ thống số nhị phân - Hệ thống số nhị phân dựa theo số - Mỗi số có giá trị “1” “0” - Hệ thống số nhị phân sử dụng lĩnh vực máy tính vi điều khiển, dễ xử lý số thập phân - Thông thường số nhị phân bao gồm 8, 16, hay 32 số nhị phân - Số nhị phân làm đại diện cho BIT, BYTE, WORD BYTE = BIT WORD = 16 BIT Giảng viên: Ths Bùi Thúc Quốc -3- *Ví dụ: Cách biểu diễn Byte Word dạng nhi phân MSB LSB MSB 0110 0000 LSB 0110 0000 1010 1010 MSB : bit có trọng số lớn LSB : bit có trọng số nhỏ *Ví dụ: Chuyển số nhị phân 10011011 sang số thập phân 0 1 1 x 20 = 1 x 21 = x 22 = x 23 = x 24 = 16 x 25 = 0 x 26 = x 27 = 128 Tổng 155 = a/Phép cộng nhị phân: - Nếu hai số cộng số kết trả 0, tổng - Hai số cộng lại trả lại giá trị giá trị chuyển tới vị trí bên trái + 1 + 1 Tổng+ 0 = 7628+ 1 10 *Ví dụ: + 1010 1001 10011 b/Phép trừ nhị phân: - Hai số trừ trả giá trị Giảng viên: Ths Bùi Thúc Quốc -4- - Hai số trừ trả giá trị - Khi thực trừ cho số cần phải mượn từ vị trí cao số nhị phân *Ví dụ: - 1010 1001 0001 3/ Hệ thống số thập lục phân - Hệ thống số thập lục phân xây dựng dựa theo số 16 - Có 16 chữ số khác sử dụng hệ thống số này: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F (các chữ A, B, C, D, E, F đại diện cho giá trị 10, 11, 12, 13, 14, 15) - Thơng thường, số thập lục phân có tiền tố “S” “0x” để nhấn mạnh hệ thống thập lục phân sử dụng - Như vậy, số A37E biểu diễn theo $A37E 0xA37E - Giá trị tối đa chữ số thập lục phân 15 số nhị phân biểu diễn cho số hệ thập lục phân *Ví dụ: $E4 = 1110 0100 E - Tính giá trị số thập lục phân A37E 14 x 160 = 14 x 161 = 112 x 162 = 768 x 163 = 40960 Tổng = 41854 4/ Số thập phân mã nhị phân BCD - Số thập phân mã nhị phân BCD (Binary code decimal) biểu diễn số nhị phân cho số thập phân - Đây hệ thống số mà phương pháp biểu thị cho số thập phân Giảng viên: Ths Bùi Thúc Quốc -5- - Một byte số nhị phân đại diện cho giá trị từ đến 255, byte BCD đại diện cho giá trị từ đến 99 - Cách chuyển từ mã BCD sang nhị phân: 6165 0110 0001 0110 0101 Giảng viên: Ths Bùi Thúc Quốc -6- CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200 2.1 TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200 2.1.1 Sự lựa chọn cho hệ thống nhỏ vừa - Bộ điều khiển PLC S7 – 1200 sử dụng linh hoạt khả mở rộng phù hợp hệ thống tự động hóa nhỏ vừa tương ứng với người dùng cần - Thiết kế nhỏ gọn, cấu hình linh động, hỗ trợ mạnh mẽ tập lệnh làm cho PLC S7 - 1200 trở thành giải pháp hoàn hảo việc điều khiển, chọn lựa phù hợp nhiều ứng dụng khác - Để làm rõ vấn đề muốn nói tới, tác giả sử dụng hình ảnh sau để minh họa chi tiết vị trí, vai trị PLC S7 – 1200 Siemens đưa ra: Hình 2.1 Vị trí PLC S7 xếp theo theo ứng dụng - CPU PLC S7 – 1200 kết hợp với vi xử lý, nguồn tích hợp, tín hiệu đầu vào/ra, thiết kế theo tảng Profinet, đếm/phát xung tốc độ cao tích hợp thân, điều khiển vị trí (motion control), ngõ vào Analog làm cho PLC S7 – 1200 trở thành điều khiển nhỏ gọn mạnh mẽ Sau download chương trình xuống CPU lưu giữ logic cần thiết để theo dõi kiểm soát thiết bị/thông tin ứng dụng người lập trình CPU giám sát ngõ vào thay đổi ngõ theo logic chương trình người dùng bao gồm phép tốn logic đại số Bloolean, đếm, định thì, phép tốn phức tạp, giao tiếp truyền thơng với thiết bị thông minh khác - PLC S7 – 1200 tích hợp sẵn cổng Profinet để truyền thơng mạng Profinet Ngồi ra, PLC S7 – 1200 truyền thông Profinet, GPRS, RS485 RS232 thông qua module mở rộng Giảng viên: Ths Bùi Thúc Quốc -7- 1) Nguồn cấp PS 2) Thẻ nhớ MMC 3) Kết nối với module mở rộng 4) Đèn Led hiển thị I/O board 5) Kết nối Profinet 2.1.2 Chế độ bảo mật PLC S7 – 1200 Một tính bảo mật giúp bảo vệ truy cập vào CPU chương trình điều khiển 2.1.2.1 Chế độ bảo mật quyền truy cập vào CPU khối hàm - CPU cung cấp cấp độ bảo mật để hạn chế truy cập vào chức cụ thể Khi người dùng cấu hình mức độ bảo mật mật cho CPU, người dùng giới hạn chức vùng nhớ truy cập mà không dùng tới mật - Mỗi cấp độ cho phép chức định để truy cập mà không cần mật Chế độ mặc định CPU tồn quyền truy cập khơng có mật bảo vệ - Để hạn chế quyền truy cập vào CPU, người dùng cần cấu hình thuộc tính “Protection” mật bảo mật - Mật bảo vệ khơng áp dụng cho chương trình sử dụng chức truyền thông Truyền thông PLC – PLC (sử dụng tập lệnh truyền thông với khối hàm) không bị giới hạn chế độ bảo mật CPU Bảng 2.1 Mức độ bảo mật CPU Cấp độ bảo vệ Mức độ truy cập Full access Toàn quyền truy cập Read access HMI access No access Cho phép HMI truy cập tới PLC đọc với Tia Portal Muốn toàn quyền truy cập phải có password Chỉ cho phép HMI truy cập tới PLC Muốn Tồn quyền truy cập phải có Password Bảo mật hoàn toàn kể với HMI Muốn toàn quyền truy cập Giảng viên: Ths Bùi Thúc Quốc phải có password -8- - Để cấu hình cho chế độ bảo mật người dùng thực theo bước sau: Device configuration → chọn CPU → Properties → Protection chọ lựa chế độ bảo mật muốn dùng đánh mật (password) sử dụng vào 2.1.2.2 Chế độ Know – how Protection - Chế độ Know – how Protection cho phép người dùng ngăn chặn truy cập trái phép vào khối hàm, khối tổ chức OB, FB, FC, DB Người dùng tạo password riêng lẻ để giới hạn truy cập tới khối hàm Nếu khơng có password người dùng đọc thông tin sau: + Tiêu đề khối, comment, thuộc tính khối hàm + Thơng tin tham số vào/ra (IN,OUT, IN_OUT, return) + Cấu trúc chương trình + Tag tồn cục cross references, nhiên Tag cục bị ẩn khơng quan sát - Để cấu hình cho chế độ know – how protection, người dùng thực theo bước sau đây: Chọn Block muốn bảo mật → Properties → Protection → Define → nhập Password muốn đặt 2.1.2.3 Chế độ Copy Protection - Theo tính bảo mật cho phép người dùng ẩn (blind) khối chương trình sử dụng vào thẻ nhớ CPU Tính đặc biệt hữu ích cho việc bảo vệ sở hữu trí tuệ người lập trình Chức Copy Protection áp dụng cho khối OB, FB FC Giảng viên: Ths Bùi Thúc Quốc -9- ... Portal để lập trình cho PLC S7 – 1200 2.4.2 Ngơn ngữ lập trình PLC S7 – 1200 - Với dòng sản phẩm PLC S7 – 1200 ứng dụng cho hệ thống nhỏ vừa, Siemens phát triển ưu tiên hỗ trợ cho ngôn ngữ lập trình. .. ngữ lập trình theo dạng text, ngơn ngữ lập trình cấp cao sử dụng dựa Pascal phát triển Ngơn ngữ lập trình SCL coi ngơn ngữ hướng đối tượng cho PLC, gần gũi với tư người dùng - Khi viết code cho. .. - Năm 2009, Siemens giới thiệu PLC S7 – 1200 với phần mềm lập trình Tia Portal V10.5 tích hợp sẵn Step Basic, lập rình cho PLC S7 – 1200 Wincc Basic lập trình cho dịng hình KTP - Từ năm 2010