Hình 3.6: PLC S7 – 1200 và modul
Những điểm nổi bật của PLC S7-1200
Thiết kế dạng module
+ Sử dụng cổng truyền thông Profinet (Ethernet) giúp kết nối dễ dàng và thông dụng.
+ Thiết kế sẵn các đầu vào ra, thuật tiện và tiết kiệm chi phí khi ít đầu vào ra. +Thuận tiện trong việc mua thiết bị.
+ S7 – 1200 có các họ CPU 1211C, 1212C, 1214C. Tùy vào từng loại CPU khác nhau cho ra nhu cầu khác nhau.
+ Cấp nguồn thông dụng DC/DC/DC hay DC/DC/Rly. + Có khe cắm thẻ nhớ.
+ khả năng phân tích lỗi lỗi online/offline.
+ Đồng hồ chạy theo thời gian thực cho các ứng dụng. Board tín hiệu của S7-1200
+ Board tín hiệu với số lƣợng tín hiệu ít, làm giảm chi phí cho các nhu cầu không đòi hỏi quá nhiều tin hiệu.
Cổng tín hiệu đầu ra analog 12 bit (0-10VDC, 0-20mA)
Hình 3.7: Board tín hiệu của PLC Modules mở rộng tín hiệu vào/ra
Các module mở rộng tín hiệu gắn trực tiếp vào CPU. Module tín hiệu vào/ra số và analog, giúp thuật tiện trong việc sử dụng PLC S7 1200 thuận tiện và linh hoạt hơn.
Module Analog: SM
Tín hiệu module cung cấp đầu vào và đầu ra Analog, cho CPU 1212C tối đa của 2 SM có thể sử dụng, cho CPU 1214C tối đa là 8
Hình3.9: Module analog
Module truyền thông: Giao tiếp với RS 232/RS 485
Hình 3.10: Module truyền thông Thẻ nhớ
Hình 3.11: Thẻ nhớ Module nguồn
module nguồn PM 1207 có các thông số: Input: 110/220V AC 50/60Hz, 1.2A/0.7A Output: 24V DC / 2.5A
Hình 3.12: Module nguồn
3.1.2.1 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động
Cấu trúc
Thành phần chính gồm một bộ nhớ RAM, một bộ vi xử lý để ghép nối với PLC và các module I/O.
PLC kết nối vs các thiết bị lập trình thƣờng qua các cổng nhƣ RS232, RS422, RS458….
2 - Cổng kết nối. 3 - Khe cắm thẻ nhớ. 4 - Nơi gắn dây nối.
Hình 3.13: Cấu trúc PLC S7 – 1200 Cấu trúc phần mềm của PLC S7 – 1200
PLC S7 – 1200 gồm 4 bộ phận: bộ xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn, INPUT/OUTPUT:
Hình 3.14: Cấu trúc phần mềm PLC Nguyên lý hoạt động của PLC
PLC chạy chƣơng trình bên trong theo trình tự đã đặt trƣớc, và nhận biết các tin hiệu vào để điều khiển xuất các tín hiệu đầu ra cho các thiết bị chấp hành đƣợc kết nối.
Hệ thống truyền tín hiệu bus gồm các đƣờng tín hiệu song song: + Address bus: Truyền địa chỉ tới các module
+ Data bus: bus để truyền dữ liệu
Hệ thống Bus có nhiệm vụ trao đổi thông tin CPU, bộ nhớ và I/O. CPU quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cấp yếu tố về định thời. [4] [7]
3.1.2.2 Phân loại
Việc phân loại S7-1200 dựa vào loại CPU mà nó trang bị: Các loại PLC thông dụng: CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C, CPU 1215C.
S7-200 đƣợc phân ra làm 3 loại chính: * Loại AC/DC/RLY
Nguồn nuôi: 120 – 240VAC.
Ngõ vào: Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp +24VDC (từ 15VDC – 30VDC). Ngõ ra: Relay.
Ƣu điểm của loại này là dùng ngõ ra Relay. Do đó có thể sử dụng ngõ ra ở nhiều cấp điện áp khác nhau (có thể sử dụng ngõ ra 0V, 24V, 220V…)
Tuy nhiên, nhƣợc điểm của nó là do ngõ ra Relay nên thời gian đáp ứng không nhanh cho ứng dụng biến điệu độ rộng xung, hoặc Output tốc độ cao.
* Loại DC/DC/RLY
Nguồn nuôi: 24VDC.
Ngõ vào: Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp +24VDC (từ 15VDC – 30VDC). Ngõ ra: Relay.
Ƣu điểm của loại này là dùng ngõ ra Relay. Do đó có thể sử dụng ngõ ra ở Nhiều cấp điện áp khác nhau (có thể sử dụng ngõ ra 0V, 24V, 220V…)
Nhƣợc điểm của nó là do ngõ ra Relay nên thời gian đáp ứng không nhanh cho ứng dụng biến điệu độ rộng xung, hoặc Output tốc độ cao…Hơn nữa nó lại cần nguồn nuôi 24VDC.
* Loại DC/DC/DC
Nguồn nuôi: 24VDC.
Ngõ vào: Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp 24VDC. Ngõ ra: Tranzitor.
Ƣu điểm của loại này là dùng ngõ ra transistor. Do đó có thể sử dụng ngõ ra này để biến điệu độ rộng xung, Output tốc độ cao…
Nhƣợc điểm của loại này là do ngõ ra transistor nên chỉ có thể sử dụng một cấp điện áp duy nhất là 24VDC.
Bảng 3.1: Đặc điểm cơ bản của PLC
Đặc trƣng CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C
Kích thƣớt(mm) 90 x 100 x 75 110 x 100 x 75 Bộ nhớ ngƣời dùng 25 Kbytes 50 Kbytes Bộ nhớ làm việc 1 Mbytes 2 Mbytes Bộ nhớ tải 2 Kbytes 2 Kbytes Bộ nhớ sự kiện Phân vùng I/O 6 inputs / 4 8 inputs / 6 outputs
14 inputs / 10
Digital I/O outputs 2 inputs
outputs
Analog I 2 inputs
2 inputs Tốc độ xử lý ảnh 1024 bytes (inputs) and 1024 bytes
(outputs)
Modul mở rộng None 2 8
Mạch tín hiệu 1
Modul giao tiếp 3 (left-side expansion)
Bộ đếm tốc độ cao 3 4 6 Trạng thái đơn 3 – 100 kHz 3 – 100 kHz 3 – 100 kHz Trạng thái đôi 3 – 80 kHz 1 – 30 kHz 3 – 30 kHz 3 – 80 kHz 3 – 80 kHz 1 – 20 kHz 3 – 20 kHz Mạch ngõ ra 2 Thẻ nhớ Thẻ nhớ Simatic (tuỳ chọn)
Thời gian lƣu trữ khi 240h
mất điện
PROFINET 1 cổng giao tiếp Ethernet
Tốc độ thực thi phép 18us
toán số thực