4.3.6.1 SIMATIC STEP 7
Ngôn ngữ lập trình
- Simatic Step 7 trên Tia Portal hỗ trợ 3 loại ngôn ngữ lập trình là: LAD, FBD và SCL.
+ Ladder Diagram (viết tắt là LAD): ây là ngôn ngữ phổ biến nhất hiện nay, ặc biệt ở Mỹ. Nó dựa trên sự trình bày ồ họa của Relay Ladder Logic. Đa số các PLC hiện nay dù tuân thủ hay không tuân thủ theo tiêu chuẩn IEC61131-3 ều sẽ có hỗ trợ ngôn ngữ ladder này.
Hình 4.45 Ngôn ngữ LAD
+ Function Block Diagram (viết tắt là FBD): diễn tả kết nối của các chức năng, khối chức năng và chương trình dưới dạng một tập hợp các khối ồ
họa ược kết nối với nhau. Nó trông giống như trong sơ ồ mạch iện tử mà chúng ta thường thấy.
Hình 4.46 Ngôn ngữ FBD
+ Structured Text (Siemens viết tắt ngôn ngữ này là SCL): ây là một ngôn ngữ cấp cao rất mạnh mẽ dùng cho PLC, có nguồn gốc từ Pascal và “C”. Nó có thể ược sử dụng ể ịnh nghĩa các khối chức năng phức tạp, có thể ược sử dụng lồng ghép trong các ngôn ngữ khác. Vì là ngôn ngữ cấp cao nên SCL rất trực quan và dễ hiểu.
Hình 4.47 Ngôn ngữ SCL
Chương trình iều khiển chủ yếu ược viết trên LAD do khá phổ biến và dễ hiểu. Ngoài ra, vì một số bài toán khá phức tạp, nếu viết theo LAD sẽ rất dài dòng và thủ công, mất thời gian, không tối ưu. Nên những bài toán ó ược viết trên ngôn ngữ SCL giúp bài toán ược giải quyết nhanh gọn và hiệu quả.
Ví dụ với 1 chương trình con dưới dây, chỉ cần nhập tọa ộ của các trục. Với ngôn ngữ SCL chương trình tự tính toán tọa ộ của các ô hàng. Còn nếu sử dụng ngôn ngữ LAD sẽ phải tự tính toán và nhập bằng tay tọa ộ các ô hàng, rất mất thời gian và không hiệu quả.
Hình 4.48 Ứng dụng ngôn ngữ SCL vào chương trình
Cấu trúc lập trình
Hình 4.49 Cấu trúc chương trình
✓ Organization blocks (OB): là giao diện giữa hoạt ộng hệ thống và chương trình người dùng. Chúng ược gọi ra bởi hệ thống hoạt ộng và iều khiển theo quá trình.
Hình 4.50 Các khối chương trình OB, FB, FC, DB
✓ Funtions (FC): là các khối mã không cần bộ nhớ. Dữ liệu của các biến tạm thời bị mất sau khi FC ược xử lý. Các khối dữ liệu toàn cầu có thể ược sử dụng ể lưu trữ dữ liệu FC.
✓ Function block (FB): ối với mỗi lần gọi, FB cần một khu vực nhớ. Khi một FB ược gọi, một Data Block (DB) ược gán với instance DB. Dữ liệu trong Instance DB sau ó truy cập vào các biến của FB. Các khu vực bộ nhớ khác nhau ã ược gán cho một FB nếu nó ược gọi ra nhiều lần.
✓ Data block (DB): DB thường ể cung cấp bộ nhớ cho các biến dữ liệu. Có
hai loại của khối dữ liệu DB: Global DBs nơi mà tất cả các OB, FB và FC có thể ọc ược dữ liệu lưu trữ, hoặc có thể tự mình ghi dữ liệu vào DB, và instance DB ược gán cho một FB nhất ịnh.
Việc sử dụng tối ưu các khối chương trình trên sẽ giúp cho chương trình iều khiển ngắn ngọn, tối ưu và giúp tăng tốc chương trình nhanh hơn, giúp giảm thời gian trên mỗi vòng lặp.
Thiết lập thông số PTO – Băng xung iều khiển ộng cơ Step
Hình 4.51 Thiết lập chế ộng băng xung Trong
ó:
+ Pulse generator: Chọn bộ phát xung
+ Signal type: Chọn phương pháp băng xung
+ Pulse output: Chọn chân ầu ra băng xung
+ Direction output: Chọn chân ầu ra băng xung hướng
Hình 4.52 Thiết lập thông số vít me
Trong ó:
+ Pulses per motor revolution: Số xung trên vòng quay
+ Load movement per motor revolution: Khoảng cách của 1 bước ren
Hình 4.53 Thiết lập cảm biến hành trình 2 ầu trục
Trong ó:
+ Enable HWlimit switcher: Cho phép giới hạn phần cứng + Enable SWlimit switcher: Cho phép giới hạn phần mềm
Hình 4.54 Thiết lập tốc ộ Max
Hình 4.55 Thiết lập Homing Trong
ó:
+ Input homing switch: Chọn ầu vào cảm biến home + Approach velocity: tốc ộ về home lần 1
+ Homing velocity: tốc ộ về home lần 2
4.3.6.2 WinCC
Giao diện SCADA của hệ thống ược thiết kế trên phần mềm WinCC. Đây là một chương trình ược tích hợp trong phần mềm TIA PORTAL. Với việc ược tích hợp này, nên việc sử dụng phần mềm trở lên rất ơn giản và tiện dụng. Công việc chỉ là kéo các khối ối tượng ra và gán các Bit theo yêu cầu của ề tài.
Hình 4.56 Giao diện phần mềm WinCC
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ
5.1Kết quả ạt ược
Sau quá trình nghiên cứu và hoàn thành ề tài, nhóm ã thiết kế và mô phỏng “Mô hình lưu kho tự ộng ứng dụng PLC S7-1200”; ã ạt ược những mục tiêu lúc ầu ề ra:
➢ Ứng dụng các phần mềm AutoCAD, SolidWorks, Inventor thiết kế các kết cấu cơ khí trong mô hình, xuất bản vẽ theo tiêu chuẩn ể có thể sẵn sàng gia công chế tạo.
➢ Sử dụng phần mềm AutoCAD Electrical vẽ thiết kế i dây cho mạch iện iều khiển một cách hợp lí nhất.
➢ Sử dụng phần mềm TIA Portal ể lập trình iều khiển hệ thống cũng như mô phỏng iều khiển giám sát Scada trên giao diện màn hình.
➢ Hiểu ược cấu tạo, các ngõ vào ra, nguyên lý hoạt ộng cũng như các module, các thiết bị phần cứng liên quan ến PLC S7-1200.
➢ Biết ược các loại ộng cơ bước, nguyên lý hoạt ộng của ộng cơ bước, cách sử dụng ộng cơ bước, cách ấu dây cũng như cách iều khiển ộng cơ bước.
➢ Biết sử dụng Driver TB6600 iều khiển ộng cơ bước, ặc biệt là cấu tạo, nguyên lý hoạt ộng, thiết lập các thông số, cách ấu dây giữa Driver với PLC và ộng cơ bước.
➢ Mô phỏng hệ thống sát nhất với thực tế thông qua phần mềm Factory IO. Mô hình mô phỏng 3D hoạt ộng ổn ịnh và chính xác, úng yêu cầu công nghệ ã ề ra. Đây là nguồn tài liệu cho sinh viên nghiên cứu, cho các kỹ sư iện tham khảo ể thiết kế hệ thống lưu kho tiết kiệm chi phí.