Các chế độ ngắt và xử lý ngắt cho phép thực hiện các quá trình tốc độ cao, phản ứng kịp thời với các sự kiện ở bên trong và bên ngoài.
Nguyên tắc cơ bản của một chế độ ngắt cũng giống nh việc thực hiện lệnh gọi một chơng trình con, sự khác nhau ở đây là chơng trình con đợc gọi chủ động bằng lệnh CALL, còn chơng trình xử lý ngắt đợc gọi bị động bằng một tín hiệu báo ngắt. Khi có một tín hiệu báo ngắt, hệ thống sẽ tổ chức gọi và thực hiện chơng trình con tơng ứng.
2.4. Giới thiệu về màn hình OP3 và phần mềm Protool.
2.4.1. Giới thiệu về màn hình OP3.
Thiết bị SIMATIC HIM OP3 cho phép hình dung các trạng thái hoạt động và các giá trị tiến trình của kết nối SIMATIC S7 PLC . Thêm các đầu vào có thể đợc thực hiện ở trên OP3 và giá trị sẽ đợc ghi vào PLC. Các chức năng kết nối tới máy tính phân tích có thể đợc thực hiện ở trên OP3.
Tạo các vùng dữ liệu: Để OP3 có thể hoạt động thì nó cần phải đợc chuẩn bị vùng dữ liệu liên kết từ PLC. Vùng dữ liệu này cần phải đợc cấu hình và nó đợc tạo ra ở trong bộ nhớ của PLC.
Cấu hình với ProTool: Trên máy tính có thể sử dụng phần mềm ProTool để định cấu hình cho OP3. Khi cấu hình trên OP3 liên lạc với PLC thông qua kết nối và phản ứng lại các chơng trình hoạt động trên PLC thông qua các thủ tục định cấu hình.
2.4.1.2. Cấu hình của OP3.
Cấu hình của hệ thống nh hình vẽ: Màn hình 24V RS232 MPI 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 f5 f4 f3 f2 f1 Esc Enter Shift +/- Simatic OP3 Siemens
Hình 2..5. Cấu hình của OP3.
Màn hình, bàn phím và cấc kết nối của OP3: Bàn phím và phần hiển thị đợc gắn trên vỏ của OP3, ở bên phải có thể thấy các kết nối MPI, RS232 và nguồn 24V.
Bảng 2.3. Các chức năng của OP3
Chức năng của OP3 Hiển thị
Các thông báo sự kiện:
- Số thông báo lớn nhất có thể.
- Chiều dài lớn nhất có thể của một thông báo. - Cuộn qua các thông báo đợi.
499 40 50 Giá trị đầu vào trên các màn hình:
- Các số và văn bản. - Các biểu tợng có sẵn.
Hiển thị các giá trị hiện thời [số hoặc ký tự] Giá trị giới hạn đợc kiểm tra bởi ngời điều khiển
Mật khẩu bảo vệ: - Các mức mật khẩu. - Số lợng mật khẩu. 0ữ9 20 Các màn hình: - Số lợng màn hình lớn nhất có thể. - Màn hình liên kết tới màn hình khác. - Số lợng lớn nhất các trờng có thể trên mỗi màn hình. - Số lợng lớn nhất các trờng có thể trên mỗi màn hình nhập. - Hiển thị. - Các màn hình mặc định 40 20 300 8
Chức năng phân tích (STATUS/FORCE VAR) GE,EN,F
R,IT, SP
Các ngôn ngữ trong chế độ làm việc 3
Kết nối sử dụng SIMATIC S7: - PPI.
- MPI.
Kết nối giữa OP3 với SIMATIC S7: - Số PLC có thể kết nối tới OP3. - Số OP3 có thể kết nối tới S7-200. - Số OP3 có thể kết nối tới S7-300.
2 1 3
Bảng 2.4. Cấu trúc của OP3
Màn hình LCD Hiển thị 2 hàng, 1 hàng 20 ký tự, mỗi ký tự cao 5mm.
Bàn phím hệ thống 8 phím cho các chức năng mặc định.
Phím số 10 phím dùng để nhập số. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các phím tắt F1ữF5 đợc định cấu hình các phím tắt.
Các giao diện kết nối Có giao diện MPI và RS 232.
2.4.1.3. Truyền thông OP3 với PLC.
Các kiểu của kết nối: Thiết bị OP3 có thể đợc kết nối tới hệ thống tự động SIMATIC S7 bằng hai đờng khác nhau của cấu hình mạng. Cấu hình mạng phụ thuộc vào loại CPU đợc sử dụng và thờng thì có hai kiểu kết nối sau đợc sử dụng:
- SIMATIC S7-300 thì kết nối với OP3 theo kiểu MPI.
Các vùng dữ liệu của ngời sử dụng: Cả OP3 và SIMATIC S7 đều nối tới và vùng dữ liệu của ngời sử dụng ở trong hệ thống tự động. Hoàn toàn có thể tạo ra các vùng dữ liệu dành cho ngời sử dụng trên S7 và nó phụ thuộc vào cấu hình mà bạn lựa chọn. Các vùng dữ liệu và có thể tạo ra thì lại phụ thuộc vào các thành phần chứa trong cấu hình và dữ liệu đợc mở rộng.
Đối với một số vùng dữ liệu ngời dùng, thì bạn cần phải tạo ra vùng giao diện để điều khiển đồng bộ cả OP3 và S7, nếu nh các chức năng chứa trong vùng giao diện đó đợc yêu cầu sử dụng bởi S7.
Đối với OP3 thì vùng dữ liệu có thể có là: - Vùng thông báo sự kiện.
- Vùng giao diện cho kết nối ID, ngày và thời gian. - Vùng lu trữ số thứ tự màn hình.
- Vùng quy định bàn phím hệ thống.
2.4.1.4. Kết nối tới PPI của S7-200.
Kết nối: Khi kết nối OP3 với S7-200 thì OP3 phải kết nối tới giao diện PPI của S7-200. Cùng một lúc thì hai CPU của S7-200 có thể kết nối tới OP3. Tơng tự nh vậy, có thể kết nối một vài OP3 tới S7-200. Trong các ứng dụng thông thờng thì chỉ có một kết nối đợc phép hoạt động tại một thời điểm.
Cấu hình mạng: Trong cấu hình mạng PPI thì OP3 và bộ lập trình luôn là thiết bị chủ, còn S7-200 luôn là thiết bị tớ. Tuy nhiên thì để mạng có thể truyền thông đợc thì trong mạng chỉ tồn tại một thiết bị làm thiết bị chủ.
Các tham số: Các tham số sau đợc thiết đặt ở trong phần mềm cấu hình cho đờng kết nối PPI.
- Địa chỉ của truyền thông ngang hàng (cùng cấp giao thức): địa chỉ PPI của module S7 mà OP3 kết nối tới, nó có giá trị mặc định.
- Địa chỉ OP: là địa chỉ PPI của OP3 ở trong cấu hình mạng, nó có giá trị mặc định là 1. Bất kỳ một địa chỉ nào đợc cấp, thì nó phải có ở trong cấu hình mạng và nó không thể xuất hiện nhiều hơn một lần.
- Giao diện: Giao diện ở trên OP3 mà thông qua OP3 kết nối tới mạng PPI. Giá trị mặc định là IF 1A.
- Tốc độ Baud: Tốc độ truyền thông đợc đặt ở trong cấu hình mạng. Quá trình truyền thông có thể thực hiện đợc tại tốc độ Baud: 9600 hoặc 19200 baud.
- Vùng giao diện: Nếu nh các vùng dữ liệu ngời dùng đợc sử dụng mà các vùng dữ liệu này đợc đặt ở trong vùng giao diện thì cần phải tạo ra vùng giao diện. Hoàn toàn có thể cấu hình vùng giao diện riêng biệt cho mỗi S7 đợc kết nối.
2.4.2. Giới thiệu về ProTool.
Các hiển thị dạng văn bản: ProToot/Lite là gói phần mền có tính chất đột phá cho các hiển thị dạng văn bản của họ các thiết bị SIMATIC HMI. Có thể sử dụng phần mềm với các cấu hình khác nhau trong toàn bộ họ SIMATIC.
2.4.2.1. Các kỹ thuật thiết lập cấu hình.
- Tạo các màn hình.
- Cấu hình các thành phần điều khiển và các thành phần hiển thị. - Sử dụng các nhãn.
- Cấu hình cho các thông báo. - Sử dụng cho các chức năng. - Tạo các phơng án hoạt động. - Quy định quyền hạn điều khiển.
2.4.2.2. Các giá trị nhập vào.
Thủ tục thông thờng qua các trờng đầu vào, các giá trị có thể đợc nhập ở trên OP3 và các giá trị đó đợc truyền sang PLC
- Truy cập đến màn hình nhập.
- Sử dụng các phím mũi tên để lựa chọn trờng mà bạn mong muốn ở trên màn hình nhập.
- Sau khi đã lựa chọn trờng dữ liệu thì nhập vào giá trị mà muốn thay đổi. Tuỳ theo việc định nghĩa của cấu hình mà các giá trị có thể nhập. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Kết thúc quá trình nhập bằng việc ấn phím ENTER.
2.4.2.3. Các bộ định thời và bộ đếm.
Bộ định thời: Hiển thị giá trị hiện thời của bộ định thời và chỉnh sửa giá trị đặt của bộ định thời thì giá trị đặt mới của bộ định thời sẽ đợc ghi vào đơn vị tính toán trên SIMATIC S7-200 để cho bộ định thời có thể gọi tới.
Bộ đếm: Hiển thị và chỉnh sửa giá trị của bộ đếm, chỉnh sửa các giá trị đặt của bộ đếm.
2.4.2.4. Tạo và sửa đổi các dự án.
Các thành phần của dự án: các đối tợng của Windows sẽ đợc mở ra khi mở hoặc tạo một dự án mới. Số lợng các đối tợng có thể chọn định cấu hình sẽ phụ thuộc vào kiểu của bộ hiển thị sử dụng.
Các bớc tạo một dự án:
- Lựa chọn bộ hiển thị cho thiết bị PLC sử dụng.
- Lựa chọn thiết bị PLC sử dụng.
tt Các con trỏ vùng Chức năng
1 User version
Dùng để nhận dạng phiên bản của dự án. Việc kiểm tra phiên bản đợc thực hiện ở trên PLC bởi con trỏ này.
2 Event messages
Có thể cấu hình cho các thông báo sự kiện thông qua các bit ở trong vùng dữ liệu. Các bit đợc quy định theo số thứ tự của thông báo. Tơng tự nh PLC đặt bit lên mức cao 1 ở trong vùng dữ liệu bộ hiện thị sẽ chấp nhận các thông báo sự kiện đợc chuyển tới. Ngợc lại, thì bộ hiển thị sẽ không chấp nhận thông báo nếu bit tơng ứng bị xoá về không.
3 Screen number
Trong vùng dữ liệu này bộ hiện thị lu trữ thông tin màn hiển thị. Bạn có thể đánh thông tin này trong chơng trình của PLC bằng cách gọi tới màn hình khác.
4 Data mailbox
Hộp thoại dữ liệu này là vùng dữ liệu ở trên PLC. Nó đợc sử dụng để lu trữ tức thì các bản ghi dữ liệu đợc lấy từ bộ hiển thị vào trong PLC. Hộp thoại sửa liệu chỉ chứa các giá trị của nhãn. Các địa chỉ không đợc truyền qua vùng này.
5 Function keyboard
Bộ hiện thị truyền sự kiện ấn phím của các phím chức năng theo đờng qua vùng dữ liệu này. Có thể đánh giá thông số này thông qua chơng trình của PLC để xác định giá trị hoạt động tức thời.
6 Led assignment
Thiết bị PLC có thể sử dụng vùng con trỏ này để điều khiển đèn ánh sáng ở trên các phím chức năng của bộ hiển thị.
7 OP
Achknowledgement
Bộ hiển thị sử dụng vũng dữ liệu này để báo cho PLC biết các thông báo thời gian đã đợc chấp nhận ở trên bộ hiển thị.
- Vùng địa chỉ mà đợc định nghĩa ở trên PLC mà đợc dùng để trao đổi dữ liệu với các bộ hiển thị đợc định địa chỉ bởi các con trỏ vùng. Nói cách khác các con trỏ vùng là các con trỏ có nhiệm vụ định địa chỉ các vùng dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với các thiết bị khác của PLC.
- Có thể tạo ra các con trỏ vùng dữ liệu với các bộ hiển thị đợc định địa chỉ bởi các con trỏ vùng. Nói cách khác các con trỏ vùng là các con trỏ có nhiệm vụ định địa chỉ các vùng dữ liệu dùng để trao đổi thông tin với các thiết bị khác của PLC.
- Các con trỏ vùng có sẵn: số lợng con trỏ vùng có sẵn phụ thuộc vào bộ hiển thị đợc lựa chọn. Bảng dới là danh sách các con trỏ vùng có thể sử dụng và tạo trong ProTool.
Chơng 3
Thiết kế hệ thống điều khiển độ ẩm cho nhà trồng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.1. Lựa chọn thiết bị cho hệ thống điều khiển.
Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển nh hình vẽ:
HT thông mái 4T HT thông mái 4N HT thông mái 3T HT thông mái 3N HT thông mái 2T HT thông mái 2N HT thông mái 1T HT thông mái 1N HT quấn rèm 1N HT quấn rèm 1T HT cắt nắng 2T HT cắt nắng 2N HT quấn rèm 2T HT quấn rèm 2N SIEMENS SIMATIC S7-200 CPU214 Q1.0 Q1.1 Q0.1 Q1.0 Q0.2 Q0.3 Q0.7 Q0.6 Q0.4 Q0.5 I1.1 I1.0 I0.5 I0.4 I0.6 I0.7 I0.3 I0.2 I1.0 I0.1 RUN STOP SF
SiemenSimatic OP3
+/- ShiftEnter Esc f1f2f3f4f5 12345 67890 HT cắt nắng 1T HT- hút ẩm 1 HT-tăng ẩm2 HT- tăng ẩm 1 I0. Q0. HT- hút ẩm 2 HT- quạt đối lƯu HT cắt nắng 1N HT-báo động EM231 AIW0. I2. Q2. EM223 I1.2 I1.3 I1.5 I1.4 AIW0 AIW2 AIW0 AIW4 Q2.0 I2.4 Q2.1 Q2.2 I2.3 I2.2 I2.0 I2.1 Q2.3 Thiết bị đo độ ẩm 3 Thiết bị đo độ ẩm 2 TB- đo cđ ánh sáng 1 Công tắc HTR 2-C Công tắc HTR 1-C Công tắc HTR 1-Đ Công tắc HTR 2-Đ Công tắc HTN 2- C Công tắc HTN 1-C Công tắc HTN 2-Đ Công tắc HTN 1-Đ Thiết bị đo gió 1 Thiết bị đo mƯa TB-đo cđ ánh sáng 2 Thiết bị đo độ ẩm 1
Thiết bị đo gió 2
Công tắc HTM 1-Đ Công tắc HTM 2-Đ Công tắc HTM 1-C Công tắc HTM 2- C Công tắc HTM 4-Đ Công tắc HTM 3-Đ Công tắc HTM 3-C Công tắc HTM 4-C ON OFF Dừng khẩn cấp PPI
3.1.1. Lựa chọn thiết bị đầu vào.
3.1.1.1. Lựa chọn thiết bị đo độ ẩm.
Chọn model 41382L có đầu dò là một cảm biến điện dung có độ chính xác cao. Thông số kỹ thuật của thiết bị đo độ ẩm:
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật của thiết bị đo độ ẩm.
Hạng mục Thông số kỹ thuật
Nguồn cấp 40mA, 12ữ30 VDC
Nhiệt độ làm việc -10ữ 600C (14ữ1400F)
Dải đo 0ữ100%RH
Kiểu sensor Vaisala Intercap
Đầu ra điều khiển 0ữ20mA, 600Ω max.
3.1.1.2. Lựa chọn thiết bị đo gió.
Chọn model 05103L của hãng Scientific có cấu trúc đơn giản và chống mài mòn phù hợp cho ứng dụng do gió ở dải rộng (hình 3.2)
Cảm biến tốc độ gió là một cánh quạt gồm 4 cánh khi quay nó tạo ra một tín hiệu điện áp hình sin với tần số tỉ lệ thuận với tốc độ gió.
Cảm biến hớng gió là một cánh lái có trọng lợng nhẹ đảm bảo cho việc thu nhận gió đến theo hớng một cách chính xác, có các thông số kỹ thuật nh bảng sau:
Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật của thiết bị đo gió.
Hạng mục Thông số kỹ thuật
Nguồn cấp 40mA, 12ữ30 VDC
Dải đo 0ữ100 km/h
Đầu ra điều khiển SPST-NO.5A-250VAC
Từ công nghệ ta chọn hai bộ đo gió nh trên với các dải để điều chỉnh dải đo khác nhau để đa vào tín hiệu điều khiển hệ thống. Bộ thứ nhất có đo đợc đặt
ngỡng điều khiển tốc độ gió từ 0ữ45km/h và bộ thứ hai có thể đo đợc đặt ngỡng
điều khiển đợc 0ữ55km/h.
3.1.1.3. Lựa chọn cảm biến đo cờng độ ánh sáng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chọn thiết bị đo cờng độ ánh sáng đợc lắp đặt bằng bo mạch điện tử có sơ đồ mạch nh sau: Q1 2n2222 +9V volts to +12v Ground - + B Orp12 R1 RV D
Hình 3.3. Sơ đồ mạch thiết bị đo cờng độ ánh sáng.
Theo công nghệ, cờng độ ánh sáng mà cây trồng phù hợp nằm trong dải
dải từ 0ữ22000 Lux và 1 bộ cảm biến cờng độ ánh sáng đo ở dải 0ữ30000 Lux. Các bộ đo cờng độ ánh sáng có thể điều chỉnh nhờ biến trở RV để có thể đo đợc các giá trị mong muốn.
Các thông số của mạch đợc cho ở dới bảng sau:
Bảng 3.3. Các thông số của bộ thu tín hiệu cờng độ ánh sáng.
TT Tên linh kiện Thông số
1 Điện trở quang ORP12
2 Biến trở RV 500Ω