CÁCH LẮP ĐẶT MỘT TRẠM CỦA PLC S7-300

1.1. Nguyờn tắc lắp đặt cỏc module.

Trờn thực tế cỏc module được nối với nhau thụng qua cỏc rack. Một rack chứa tối đa 8 module mở rộng (khụng kể module CPU và module nguồn) và một CPU được nối tối đa với 4 rack.

Cỏc module được đặt vào cỏc rack với quy tắc lắp đặt như sau:

- Slot 1: Mặc định đặt module nguồn.

- Slot 2: Mặc định đặt module CPU.

- Slot 3: Đặt module giao tiếp IM.

- Slot 4 11: Cỏc module vào/ra, module chức năng, bộ xử lý truyền thụng hoặc để trống.

Cỏc rack 1, 2, 3 quy tắc tương tự. Nếu rack 0 cú chứa CPU thỡ slot 2 của cỏc rack cũn lại để trống. Dưới đõy là sơ đồ minh họa việc ghộp nối cỏc module.

Hỡnh 2- 1 Quy tắc lắp đặt cỏc module vào rack

1.2. Nguyờn tắc nối dõy từ nguồn đến CPU.

S7-300 cú cỏc loại module nguồn như: PS 307 2A, PS 307 5A, PS 307 10A. Module cú nhiệm vụ cung cấp nguồn 24V một chiều cho CPU và cỏc module khỏc sau khi nhận nguồn xoay chiều một pha từ lưới xoay chiều. Một bộ nguồn cú cỏc đặc tớnh cơ bản sau:

- Dũng điện đầu ra 2A ( 5 hoặc 10A).

- Điện ỏp đầu ra 24V (cú bảo vệ ngắn mạch và hở mạch).

- Đầu kết nối với nguồn AC (120/230 VAC, 50/60 Hz).

33

- Cú thể được sử dụng như nguồn năng lượng của tải.

Hỡnh 2- 2 Sơ đồ nối dõy của CPU S7 -300 2. SƠ ĐỒ KẾT NỐI CÁC MODULE VÀO/RA SỐ.

Trong S7-300 cú rất nhiều cỏc module vào ra số. Ở đõy ta chỉ giới thiệu hai

module SM321 (DI-16) và SM322 (DO-16).

2.1. Module vào số SM321.

Hỡnh 2- 3 Module vào số SM321

Module SM321 cú :

 - Cú 16 đầu vào, nguồn vào, gộp thành một nhúm 16 đầu vào.

 - Dải điện ỏp hoạt động là 24VDC.

 - Cỏc đầu vào thường là cỏc cụng tắc, nỳt bấm, cỏc loại cảm biến số…

Sơ đồ khối bờn trong và sơ đồ cỏc chõn ra của module:

L n AC 220V AC 220V DC 24V 24 P 24 N CPU S7 300 L+ M ATM

34

Hỡnh 2- 4 Sơ đồ nối dõy của module 321

2.2. Module ra số SM322.

Hỡnh 2- 5 Module ra số SM322

Module SM322 cú :

 - Cú 16 đầu ra, gộp thành hai nhúm, mỗi nhúm cú 8 đầu ra.

 - Dải điện ỏp cho tải là 24VDC

 - Cỏc đầu ra thường là cỏc cụng tắc tơ, cỏc cuộn hỳt của van điện từ, cỏc đốn

bỏo....

Đõy là sơ đồ khối bờn trong và cỏch đấu tải vào module:

1.51m 1m 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 l+ 24P 24N

35

Hỡnh 2- 6 Sơ đồ nối dõy của module 322

3. KẾT NỐI PLC S7 -300 VÀ MÁY TÍNH 3.1. Quy định địa chỉ MPI cho Module CPU. 3.1. Quy định địa chỉ MPI cho Module CPU.

Mỏy tớnh/mỏy lập trỡnh được ghộp nối với Module CPU qua cổng truyền thụng nối tiếp RS232 (COM) của mỏy tớnh hay qua cổng MPI (MPI Card) hay CP (CP Card) là cũn tựy thuộc vào bộ giao diện được sử dụng.

Sau khi ghộp module CPU với mỏy tớnh về phần cứng ta cũn phải định nghĩa thờm địa chỉ truyền thụng cho trạm PLC. Điều này là cần thiết vỡ một mỏy tớnh/mỏy lập trỡnh cú thể cựng một lỳc làm việc được với nhiều trạm PLC. Mặc định, cỏc module CPU đều cú địa chỉ là 2 (địa chỉ MPI). Muốn thay đổi địa chỉ

l+ m 1 .1 1 .0 0 .7 0 .6 0 .5 0 .4 2 l + .0. 3 0 .2 0 .1 0 .0 1 l + 1m 2m 24P 24N

36

CPU ta nhỏy kộp trỏi chuột tại tờn module trong bảng khai bỏo cấu hỡnh cứng để vào chế độ đặt lại tham số làm việc, trong đú ta lại chọn tiếp GeneralMPI và

sửa lại địa chỉ MPI như hỡnh dưới: Bảng thay đổi địa chỉ MPI.

Hỡnh 2- 7 Bảng thay đổi địa chỉ MPI

Vào Properties để vào bảng thay đổi địa chỉ MPI.

Sau khi đó định nghĩa lại địa chỉ MPI cho trạm PLC, ta phải ghi lại địa chỉ đú lờn module CPU và chỉ khi đú module CPU mới thực sự làm việc theo địa chỉ mới này. Cụng việc ghi địa chỉ MPI mới này lờn module CPU được thực hiện cựng với việc ghi tất cả tham số quy định chế độ làm việc của module bằng cỏch kớch vào biểu tượng Dowload trờn thanh cụng cụ hoặc chọn PLCDowload.

37

Hỡnh 2- 8 Thay đổi địa chỉ I/Q của CPU

Bờn cạnh việc ghi cấu hỡnh cứng vừa soạn thảo vào module PLC ta cũng cú

thể đọc ngược bảng cấu hỡnh cứng hiện cú từ module PLC vào Project bằng cỏch kớch chuột vào biểu tượng Upload trờn thanh cụng cụ của màn hỡnh hoặc chọn

PLCUpload.

3.2. Đổ chương trỡnh xuống CPU.

Cú hai cỏch đổ chương trỡnh ứng dụng, sau khi đó soạn thảo xong, vào module CPU (Load memory) như sau:

- Đổ từ màn hỡnh soạn thảo chương trỡnh bằng cỏch kớch vào biểu tượng Dowload

trờn thanh cụng cụ của màn hỡnh. Với cỏch đổ này, chỉ riờng khối chương trỡnh đang ở màn hỡnh soạn thảo được đổ vào chương trỡnh.

- Đổ từ màn hỡnh chớnh của Step7 cũng bằng cỏch kớch vào biểu tượng Dowload.

Với cỏch đổ này ta cú thể đổ toàn bộ chương trỡnh ứng dụng cú trong thư mục

Blocks hoặc đổ những khối mà ta đỏnh dấu. Muốn đổ toàn bộ thư mục Blocks ta

phả kớch chuột vào tờn thư mục trước, sau đú mới kớch vào Dowload. Trong

trường hợp chỉ đổ một sụ khối, ta đỏnh dấu những khối sẽ được đổ trước bằng bằng cỏch giữ phớm Ctrl đồng thời kớch chuột tại tờn của từng khối. Cuối cựng, sau khi đó chọn xong cỏc khối thỡ kớch chuột vào biểu tượng Dowload.

3.3. Giỏm sỏt việc thực hiện chương trỡnh.

Sau khi ghi chương trỡnh lờn module CPU thỡ nội dung Load memory của module CPU và thư mục Blocks của Project trong mỏy tớnh sẽ đồng nhất. Nếu bật cụng tắc module CPU từ STOP sang RUN, CPU sẽ thực hiện theo chương trỡnh

38

trong Load memory của nú theo vũng quột và quỏ trỡnh thực hiện lệnh này được Step7 giỏm sỏt thụng qua chương trỡnh tương ứng trong Project.

Để vào màn hỡnh giỏm sỏt, kớch vào phớm Monitor trờn thanh cụng cụ của

màn hỡnh soạn thảo.

Sau khi kớch vào phớm Monitor trờn màn hỡnh xuất hiện cửa sổ như sau:

Hỡnh 2- 9 Monitor chương trỡnh

3.4. Giỏm sỏt module CPU.

Bờn cạnh việc giỏm sỏt chương trỡnh, ta cú thể giỏm sỏt cả cụng việc của

module CPU bằng cỏch nhấn vào cửa sổ PLC trờn thanh cụng cụ, sau đú nhấn

39

Hỡnh 2- 10 Giỏm sỏt module CPU

Nếu chỉ muốn giỏm sỏt module CPU ta kớch vào Module information. Trờn

màn hỡnh sẽ hiện tiếp ra cửa sổ cho phộp ta lựa chọn cụ thể cụng việc được giỏm sỏt. Chẳng hạn nếu muốn quan sỏt bộ đệm tự chẩn đoỏn cua module ta kớch chuột

vào Diagnose Buffersẽ cú được thụng bỏo về nguyờn nhõn thay đổi trạng thỏi của

module CPU (Start<-->Stop) từ trước tới nay hoặc muốn quan sỏt thời gian thực hiện vũng quột ta chọn ụ Scan Cycle Time.

40

Hỡnh 2- 11 Hiển thị thời điểm thay đổi trạng thỏi của CPU

3.5. Quan sỏt nội dung ụ nhớ.

Step7 cho phộp quan sỏt nội dung mọi ụ nhớ thuộc System memory và cỏc ụ nhớ cú địa chỉ định nghĩa như PI, PQ. Những ụ nhớ được quan sỏt phải được khai bỏo trờn bảng cú tờn là Variable Table và để làm điều này ta kớch chuột tại PLC

từ thanh cụng cụ màn hỡnh của Step7 sau đú chọn Monitor/Modify Variable.

41

Sau khi khai bỏo xong bảng tờn cỏc ụ nhớ đựoc quan sỏt ta kớch phớm quan sỏt. Trờn thanh cụng cụ cú hai phớm quan sỏt như hỡnh trờn.

Cũng cú thể thay đổi cỏch trỡnh bày kiểu dữ liệu cho từng ụ nhớ bằng cỏch đưa chuột vào ụ nhớ cần thay đổi và kớch phớm phải chuột và chọn kiểu thớch hợp trong hộp hội thoại hiện ra.

4. BÀI TẬP

Bài 1. Phõn tớch sự khỏc nhau giữa cảm biến đầu ra ghộp Transitor PNP và NPN, cỏch nối với PLC.

Bài 2. Cỏch bảo vệ đầu ra cho PLC như thế nào?.

Bài 3. Vẽ sơ đồ kết nối của PLC S7 - 300 CPU313C-2DP? Lưu ý gỡ trong lắp đặt

PLC.

42

BÀI 3

SỬ DỤNG LỆNH TIMER VÀ COUNTER MÃ BÀI: PLCNC 3

Giới thiệu:

Nội dung của bài giới thiệu về cỏc cấu trỳc, cỏch khai bỏo, nguyờn lý làm việc của cỏc lệnh về timer và counter và ứng dụng cỏc lệnh để lập trỡnh cho cỏc ứng dụng cụ thể.

Mục tiờu của bài học:

- Nờu được cấu trỳc, nguyờn lý làm việc của cỏc bộ timer, counter

- Thành thạo kỹ năng khai bỏo và mụ phỏng nguyờn lý làm việc của cõu lệnh

- Ứng dụng linh hoạt cỏc cõu lệnh trong cỏc bài toỏn cụ thể

Nội dung chớnh:

1. SỬ DỤNG CÁC LỆNH TIMER1.1. Nguyờn tắc hoạt động. 1.1. Nguyờn tắc hoạt động.

Bộ thời gian (Timer) là bộ tạo thời gian trễ  mong muốn giữa tớn hiệu logic đầu vào u(t) và tớn hiệu logic đầu ra y(t).

Hỡnh 3- 1 Mụ tả nguyờn lý hoạt động

S7-300 cú 5 loại Timer khỏc nhau. Thời gian trễ  mong muốn được khai bỏo với Timer bằng một giỏ trị 16 bits bao gồm hai thành phần:

- Độ phõn dải với đơn vị ms. Timer của S7-300 cú 4 loại độ phõn dải khỏc nhau là

10ms, 100ms, 1s và 10s.

- Một số nguyờn (BCD) trong khoảng 0999 được gọi là PV (Preset Value-giỏ trị đặt trước).

Vậy thời gian trễ mong muốn sẽ là:

43

Ngay tại thời điểm kớch Timer, giỏ trị PV được chuyển vào thanh ghi 16 bits của Timer T-Word (gọi là thanh ghi CV). Timer sẽ ghi nhớ khoảng thời gian trụi qua kể từ khi được kớch bằng cỏch giảm dần một cỏch tương ứng nội dung thanh ghi CV. Nếu nội dung thanh ghi trở về 0 thỡ Timer đó đạt được giỏ trị mong muốn

 và điều này sẽ được bỏo ra ngoài bằng cỏch đổi trạng thỏi tớn hiệu y(t). Việc thụng bỏo ra ngoài bằng cỏch thay đổi trạng thỏi tớn hiệu đầu ra y(t) như thế nào cũn phụ thuộc vàoloại Timer nào được sử dụng.

Bờn cạnh sườn lờn của tớn hiệu đầu vào u(t), Timer cũn cú thể được kớch bằng sườn lờn của tớn hiệu kớch chủ động cú tờn là tớn hiệu enable nếu như tại thời điểm cú sườn lờn của tớn hiệu enable và tớn hiệu đầu vào u(t) cú giỏ trị logic1.

Hỡnh 3- 3 Giản đồ thời giancủa timer

Từng loại Timer được đỏnh số từ 0255. Tựy thuộc từng loại CPU). Timer

ký hiệu là Tx với x là số hiệu của Timer (0x255). Ký hiệu Tx đồng thời cũng là địa chỉ hỡnh thức của thanh ghi CV (T-Word) và đầu ra (T_bit) của Timer đú. Tuy cú cựng địa chỉ hỡnh thức nhưng T-Word và T-bit vẫn được phõn biệt với nhau nhờ toỏn hạng Tx. Khi dựng lệnh làm việc làm việc với từ, T-bit được hiểu là địa chỉ của T-Word, ngược lại khi sử dụng lệnh làm việc với tiếp điểm, Tx được hiểu là địa chỉ của T-bit.

Một Timer cú thể được đưa về trạng thỏi chờ khởi động ban đầu bằng lệnh

Reset. Khi đú, T-Word và T-bit đồng thời được xúa về 0, tức là thanh ghi đếm tức

thời CV được đặt về 0 và tớn hiệu đầu ra cũng cú trạng thỏi logic bằng 0

1.2. Cỏc loại Timer của S7-300.

a. Tổng quan chung.

S7-300 cú 255 Timer, được chia thành cỏc loại khỏc nhau :

- S_PULSE: Tạo xung khụng cú nhớ

- S_PEXT: Tạo xung cú nhớ

- S_SDT: Trễ theo sườn lờn khụng cú nhớ

- S_ODTS: Trễ theo sườn lờn cú nhớ

- S_OFFDT: Trễ theo sườn xuống.

b. Khai bỏo sử dụng Timer.

Khai bỏo sử dụng một Timer bao gồm cỏc bước :

44 - Khai bỏo tớn hiệu đầu vào u(t)

- Khai bỏo thời gian trễ mong muốn

- Khai bỏo loại Timer được sử dụng (SD, SS, SP, SE, SF)

- Khai bỏo tớn hiệu xúa Timer nếu muốn sử dụng chế độ resetchủ động Trong tất cả cỏc bước thỡ bước 2, 3, 4 là bắt buộc.

1.3. Timer S_PULSE .

a. Kớ hiệu Timer S_PULSE

Hỡnh 3- 4 Kớ hiệu Timer S_PULSE

b. Giản đồ thời gian:

Hỡnh 3- 5 Giản đồ thời gian của timer S_PULSE

Timer S_PULSE bắt đầu đếm giảm từ giỏ trị đặt TV về 0 khi đầu vào cho phộp hoạtđộng của Timer cú giỏ trị chuyển từ 01.

Trạng thỏi đầu ra Q bật lờn “1” trong quỏ trỡnh Timer đếm. Tuy nhiờn, nếu tớn hiệu vào S chuyển từ 10 trước khi Timer đếm về 0 thỡ trạng thỏi của bit đầu ra Q chuyển ngay xuống 0.

Bộ Timer được reset (R) khi tớn hiệu đầu vào R chuyển từ 01. Khi đú,

T-Word (thanh ghi CV) và T-bit cũng đồng thời được đưa về 0. Nếu tớn hiệu xúa về 0, Timer sẽ chờ được kớch lai.

45

c. Vớ dụ timer S_PULSE

d. Mụ phỏng bằng PLCSIM

Hỡnh 3- 6 Mụ phỏng nguyờn lý làm việc của S_PULSE

Nếu tớn hiệu đầu vào I124.0 chuyển từ 01, Timer sẽ bắt đầu đếm lựi. Bộ đếm sẽ tiếp tục đếm hết 20s trong khi tớn hiệu I124.0 giữ là 1. Nếu trước khi thời gian đặt của Timer được đếm về 0 mà tớn hiệu I124.0 chuyển từ 1 xuống 0 thỡ Timer sẽ dừng lại.

46

Đầu ra Q124.0 là 1 khi Timer đang đếm và bằng 0 khi cú tớn hiệu reset hay hết thời gian đặt.

1.4. Timer S_PEXT.

a. Kớ hiệu timer S_PEXT

Hỡnh 3- 7 Kớ hiệu Timer S_PEXT

b. Giản đồ thời gian:

Hỡnh 3- 8Giản đồ thời giancủa timer S_PEXT

Thời gian giữ trễ được bắt đầu tớnh từ khi xuất hiện sườn lờn của tớn hiệu vào(S), tức là ở ngay thời điểm đú giỏ trị PV được chuyển vào thanh ghi T-Word(CV).

Trong khoảng thời gian trễ, tức là khi T-Word0, T-bit cú giỏ trị bằng 1. Ngoài khoảng thời gian trễ T-bit cú giỏ trị bằng 0. Nếu chưa hết thời gian trễ mà tớn hiệu đầu vào về 0 thỡ thời gian trễ vẫn được tớnh tiếp tục, tức là T-bit và T-Word khụng

về 0 theo tớn hiệu đầu vào.

47

Nếu tớn hiệu vào I124.0 chuyển từ 0 lờn 1, Timer T5 sẽ được khởi động. Timer sẽ tiếp tục chạy hết thời gian đặt (PV) mà khụng phụ thuộc vào tớn hiệu đầu vào S. Tớn hiệu đầu ra Q124.0 bằng 1 từ khi cú đầu vào I 124.0 đến hết thời gian đặt TV. Timer sẽ được reset lại khi tớn hiệu vào I 124.1 bằng 1.

d. Mụ phỏng bằng PLCSIM:

Hỡnh 3- 9 Mụ phỏng nguyờn lý làm việc của S_PEXT

1.5. Timer S_ODT.

48

Hỡnh 3- 10 Kớ hiệu Timer S_ODT

b. Giản đồ thời gian:

Hỡnh 3- 11 Giản đồ thời gian S_ODT

Thời gian giữ trễ được bắt đầu khi cú sườn lờn của tớn hiệu đầu vào(S), tức là ở ngay thời điểm đú giỏ trị PV được chuyển vào thanh ghi T-Word(CV). Trong

đú, khoảng thời gian trễ T-bit cú giỏ trị bằng 0. Khi hết thời gian trễ T-bit cú giỏ trị bằng 1. Như vậy, T-bit cú giỏ trị bằng 1 khi T-Word bằng 0.

Khoảng thời gian trễ chớnh là khoảng thời gian giữa thời điểm xuất hiện sườn lờn của tớn hiệu đầu vào và sườn lờn của T-bit.

Khi tớn hiệu vào bằng 0, T-bit và T-Word cựng nhận giỏ trị 0. Khi cú tớn hiệu reset ở đầu vào R tớn hiệu ra Q(T-Word) trở về 0.

49

Nếu tớn hiệu đầu vào I 124.0 chuyển trạng thỏi từ 0 lờn 1, Timer T30 sẽ được khởi động. Nếu như thời gian trễ kết thỳc và tớn hiệu đầu vào I 124.0 vẫn là 1 thỡ tớn hiệu đầu ra Q124.0 sẽ đươc bật lờn 1. Nếu tớn hiệu đầu vào I 124.0 chuyển trạng