3.5. THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN LOGIC
3.5.1. Chọn sử dụng PLC
Theo yờu cầu của hệ thống tụi chọn sử dụng 1 PLC S7-300 CPU 314C-2DP với cỏc đặc tớnh nhƣ phần cấu hỡnh, hỡnh 3.15 trờn (cú thể ghộp nối mở rộng tựy theo sự phỏt triển, mở rộng cỏc chức năng điều khiển giỏm sỏt):
3.5.1.1. Module CPU
Module CPU là module chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, cỏc bộ định thỡ, bộ đếm, cổng truyền thụng (RS 485) … và cú thể cũn cú một vài cổng vào/ra số. Cỏc cổng vào/ra số cú trờn module CPU đƣợc gọi là cổng vào/ra
onboard nhƣ CPU 314IFM.
Trong họ PLC S7-300 cú nhiều loại module CPU khỏc nhau. Núi chung chỳng đƣợc đặt tờn theo bộ vi xử lý cú trong nú nhƣ module CPU312, module CPU314, module CPU315….
Những module cựng sủ dụng một lọai bộ vi xử lý, nhƣng khỏc nhau về cổng vào/ra onboard cũng nhƣ cỏc khối hàm đặc biệt đƣợc tớch hợp sẵn trong thƣ viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng cỏc cổng vào/ra onboard này sẽ phõn biệt với nhau trong tờn gọi bằng cỏch thờm cụm chữ cỏi IFM (Intergrated Function Module). Vớ dụ module CPU313IFM, module CPU314IFM…
Ngoài ra, cũn cú cỏc loại module CPU với hai cổng truyền thụng, trong đú cổng truyền thụng thứ hai cú chức năng chớnh là phục vụ việc nối mạng phõn tỏn nhƣ mạng PROFIBUS (PROcess FIeld BUS). Tất nhiờn kốm theo cổng truyền thụng thứ hai này là những phần mềm tiện dụng thớch hợp cũng đó đƣợc cài sẵn trong hệ điều hành. Cỏc lọai module CPU này đƣợc phõn biệt với cỏc lọai module CPU khỏc bằng cỏch thờm cụm từ DP (Distributed Port). Vớ dụ nhƣ module CPU315-2DP.
3.5.1.2. Cỏc loại module mở rộng
- PS (Power Supply): Module nguồn nuụi, cú 3 lọai 2A, 5A và 10A. - SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tớn hiệu vào/ra, gồm cú: + DI (Digital Input): Module mở rộng cổng vào số với số lƣợng cổng cú thể là 8, 16 hoặc 32 tựy theo từng loại module. Gồm 24VDC và 120/230V AC.
+ DO (Digital Output): Module mở rộng cổng ra số với số lƣợng cổng cú thể là 8, 16 hoặc 32 tựy theo từng loại module. Gồm 24VDC và ngắt điện từ.
+ DI/DO (Digital Input/Digital Out): Module mở rộng cổng vào/ra số với số lƣợng cổng cú thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tựy theo từng loại module.
+ AI (Anolog Input): Module mở rộng cổng vào tƣơng tự. Về bản chất chỳng là những bộ chuyển đổi tƣơng tự số 12 bits (AD), tức là mỗi tớn hiệu tƣơng tự đƣợc chuyển đổii thành một tớn hiệu số (nguyờn) cú độ dài 12 bits. Số cỏc cổng vào tƣơng tự cú thể là 2, 4 hoặc 8 tựy theo loại module. Tớn hiệu vào cú thể là ỏp, dũng, điện trở.
+ AO (Anolog Output): Module mở rộng cổng ra tƣơng tự. Chỳng là những bộ chuyển đổi tƣơng tự số 12 bits (DA). Số cỏc cổng ra tƣơng tự cú thể là 2, 4 hoặc 8 tựy theo loại module. Tớn hiệu ra cú thể là ỏp hoặc dũng.
+ AI/AO (Analog Input/Analog Output): Module mở rộng cỏc cổng vào/ra tƣơng tự. Số cỏc cổng tƣơng tự cú thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tựy theo từng loại module.
- IM (Interface Module): Module ghộp nối. Đõy là lại module chuyờn dựng cú nhiệm vụ nối từng nhúm cỏc module mở rộng lại với nhau thành một khối và đƣợc quản lý chung bởi một module CPU. Thụng thƣờng cỏc module mở rộng đƣợc gỏ liền với nhau trờn một thanh đỡ gọi là rack. Trờn mỗi thanh rack chỉ cú thể gỏ tối đa 8 module mở rộng (khụng kể module CPU, nguồn nuụi). Một module CPU S7-300 cú thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 racks và cỏc racks này phải đƣợc nối với nhau bằng module IM.
- FM (Function Module): Module cú chức năng điều khiển riờng, vớ dụ nhƣ module điều khiển động cơ servo, module điều khiển động cơ bƣớc, module PID, module điều khiển vũng kớn, Module đếm, định vị, điều khiển hồi tiếp …
- CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thụng trong mạng (MPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet) giữa cỏc PLC với nhau hoặc giữa PLC với mỏy tớnh.
3.5.2. Kết nối PLC và mạng Internet
Để kết nối PLC với mạng Internet sử dụng qua module eWON nhằm phối hợp giữa giao diện cổng truyền thụng RS232/485 của PLC S7 – 300 với giao diện RJ45 của Modem ADSL mạng Internet.
- Module giao tiếp eWON (MPI/Profibus - ISOTCP): Module này thực hiện giao tiếp giữa S7-300 với mạng internet. Cài đặt giao tiếp bằng mày tớnh thụng qua phần mềm (eBuddy.exe) của hóng eWON. [19, 20]
Hỡnh 3.16. Module giao tiếp eWON
3.5.3. Lập trỡnh cho PLC
3.5.3.1. Lập trỡnh bỏo khúi
a. Lưu đồ thuật toỏn:
b. Lập trỡnh SIMATIC S7 bỏo khúi:
Chƣơng trỡnh viết trờn SIMATIC Manager nhƣ sau: Begin
ON =1 ?
Khởi tạo giỏ trị tỏc động của cảm biến khi cú khúi trong trạm. - Đọc giỏ trị analog từ cảm biến về. - Tớnh toỏn và đổi giỏ trị đú sang giỏ trị điện ỏp. Giỏ trị ≥ giỏ trị tỏc động? - Bỏo cú khúi. - Tắt hệ thống. - Thụng bỏo cho hệ thống. OFF = 1? END Y N Y N Y N