OUTPUT SM 1222 8 DO)
Bảng 2.3 Thông số SM 1222 8DO
Nguồn cung cấp
Nguồn 24 VDC
Giới hạn dưới cho phép 20.4 VDC
Giới hạn trên cho phép 28.8 VDC
Dòng điện ngõ vào
Cho Backplane bus (5 VDC), tối đa 120 mA
Ngõ ra số
Tải điện áp L+, tối đa 16.7 ms cho mỗi cuộn dây rờ le
Công suất tổn thất Công suất tổn thất 5 W Ngõ ra số Số lượng ngõ vào số 8 Trong đó, số lượng nhóm 1 Bảo vệ ngắn dòng Không
Khả năng chịu tải ngõ ra
Với tải thuần trơ, tối đa 2 A
Với tải đèn, tối đa 30 W với DC, 200 W với AC
Điện áp ngõ ra
Giá trị (DC) 5 VDC đến 30 VDC
Giá trị (AC) 5 VAC đến 250 VAC
Cho tín hiệu mức "1" 2 A Thời gian trễ ngõ ra với tải thuần trở
"0" đến "1", tối đa 10 ms
"1" đến "0", tối đa 10 ms
Tổng dòng điện ngõ ra (trên mỗi nhóm) Lắp đặt theo chiều ngang
Lên đến 50 độC, tối đa 10 A
Relay ngõ ra
Số lượng relay ngõ ra 8
Giá trị điện áp cung cấp cho cuộn dây rờ le 24 VDC
Tổng số lần hoạt động, tối đa 10 triệu lần
Khả năng chịu đựng của tiếp điểm khi chuyển tải
Với tải điện cảm, tối đa 2 A
Với tải đèn, tối đa 30 W với DC, 200 W với AC
Với tải thuần trở, tối đa 2 A
Thông tin về Ngắt/Chuẩn đoán lỗi/Trạng thái Lỗi
Chuẩn đoán lỗi Có
LED hiển thị chuẩn đoán lỗi
Cho trạng thái của ngõ vào Có
Tách biệt điện thế cho ngõ vào ra
Giữa các kênh trong 1 nhóm 2 Chuẩn bảo vệ
IP20 Có
Nhiệt độ môi trường trong quá trình hoạt động
Tối thiểu -20 độC
Tối đa
+60 độC
- Số lượng ngõ ra hoạt động đồng thời: 4 tại 60 độ C khi lắp theo phương ngang và 50 độ C khi lắp theo phương đứng; 8 tại 55 độ C khi lắp theo phương ngang và 45 khi lắp theo phương dọc
Nhiệt độ thay đổi cho phép +5 độC đến +55 độC, 3 độC/1
phút Kích thướt thiết bị Rộng 70 mm Cao 100 mm Sâu 75 mm 2.2 Phương thức lập trình
- Bộ điều khiển S7–1200 được lập trình bằng Step 7 Basic có trong TIA Portal V10.5 hoặc cao hơn, không thể lập trình bằng các phần mềm Step cũ hơn. Các loại khối lập trình của S7-1200:
Chu kỳ chương trình OB1. Các bộ khởi động OB100. Các bộ ngắt thời gian OB200. Các bộ chương trình ngắt OB200.
Các bộ ngắt phần cứng OB200. Ngắt lỗi thời gian OB80.
Ngắt phát hiện lỗi OB82.
2.2.1 Giao diện phần mềm TIA Portal
Hình 2-6 Giao diện bắt đầu TIA Portal V16
2.2.2 Trạng thái
Hình dáng bên ngoài
Các đèn trạng thái:
- Đèn RUN-màu xanh: Chỉ định PLC ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình
Đèn báo trạng thái các ngõ vào ra Đèn báo trạng thái hoạt động CPU Cổng kết nối Profitnet
Khe cắm thẻ nhớ
đã được nạp vào bộ nhớ chương trình.
- Đèn STOP-màu vàng: Chỉ định PLC ở chế độ STOP, dừng chương trình đang thực hiện lại (các đầu ra đều ở chế độ off).
- Đèn SF-màu đỏ: Đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng có nghĩa là lỗi phần cứng hoặc hệ điều hành. Ở đây cần phân biệt rõ lỗi hệ thống với lỗi chương trình người dùng, khi lỗi chương trình người dùng thì CPU không thể nhận biết được vì trước khi download xuống CPU, phần mềm lập trình đã làm nhiệm vụ kiểm tra trước khi dịch sang mã máy.
- Đèn Ix.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu vào số. - Đèn Qx.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu ra số.
2.2.3 Giao tiếp PLC S7 – 1200 với máy tính
- Để lập trình ta kết nối trực tiếp 1 PC với 1 PLC qua 1 dây cáp Ethernet.
- Một PLC có thể kết nối trực tiếp với 1 thiết bị. Để kết nối nhiều hơn 1 thiết bị với S7-1200 cần có cáp hay thiết bị chuyển đổi.
Sơ đồ chân cổng Ethernet của PLC:
2.3 Các tập lệnh cơ bản trong S7-1200
2.3.1 Tập lệnh tiếp điểm (Bit logic)
Tiếp điểm thường hở (NO), thường đóng (NC):
Hình 2-8 Sơ đồ chân cáp Ethernet
- Tiếp điểm NO: Tiếp điểm thường hở sẽ đóng khi giá trị của bit có địa chỉ bằng 1. Toán hạng n: I, Q, M, L, D.
- Tiếp điểm NC: Tiếp điểm thường đóng sẽ đóng khi giá trị của bit có địa chỉ bằng 0. Toán hạng n: I, Q, M, L, D.
Bảng 2.4 Bit Logic
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
IN Bool Bit được gán giá trị
2.3.2 Cuộn dây ngõ ra (OUT)
- Lệnh OUT: Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 và ngược lại. Toán hạng n : Q, M, L, D. Chỉ sử dụng một lệnh OUT cho 1 địa chỉ.
- Lệnh OUT NOT: Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng 0 và ngược lại. Toán hạng n : Q, M, L, D. Chỉ sử dụng một lệnh OUT NOT cho 1 địa chỉ.
Bảng 2.5 Cuộn dây ngõ ra
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
OUT Bool Bit được gán giá trị
2.3.3 Các lệnh Set và Reset
- Khi lệnh S (Set) được kích hoạt, giá trị dữ liệu ở địa chỉ OUT được đặt lên 1. Khi lệnh S không được kích hoạt, ngõ ra OUT không bị thay đổi.
- Khi lệnh R (Reset) được kích hoạt, giá trị dữ liệu ở địa chỉ OUT được đặt
về 0. Khi lệnh R không được kích hoạt, ngõ ra OUT không bị thay đổi.
- Toán hạng n: Q, M, L,
Bảng 2.6 Set và Reset
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
IN Bool Vị trí bit được giám sát
OUT Bool Vị trí bit được đặt hoặc đặt lại
2.3.4 Các bộ định thời (Timer)
Kích thước và tầm của kiểu dữ liệu Time là 32 bit, lưu trữ như là dữ liệu Dint: T#- 14d_20h_31m_23s_648ms đến T#24d_20h_31m_23s_647ms hay là - 2.147.483.648 ms đến 2.147.483.647 ms.
Các loại Timer của S7-1200:
- TP: bộ định thì xung phát ra một xung với bề rộng xung được đặt trước. - TON: ngõ ra của bộ định thời ON – delay Q được đặt lên ON sau một
sự trì hoãn thời gian đặt trước.
- TOF: ngõ ra Q của bộ định thì OFF – delay được đặt lại về OFF sau một sự trì hoãn thời gian đặt trước.
- TONR: ngõ ra bộ định thì có khả năng nhớ ON – delay được đặt lên ON sau một trì hoãn thời gian đặt trước. Thời gian trôi qua được tích lũy qua nhiều giai đoạn định thì cho đến khi ngõ vào R được sử dụng để đặt lại thời gian trôi qua.
- RT: đặt lại một bộ định thì bằng cách xóa dữ liệu thời gian được lưu trữ trong khối dữ liệu tức thời của bộ định thì xác định.
Hình 2-12 Các lệnh timer
Các bộ định thời TP, TON và TOF có các thông số ngõ vào và ngõ ra giống nhau. - Bộ định thời TONR có thông số ngõ vào đặt lại được thêm vào R.
- Lệnh RT đặt lại dữ liệu định thời cho bộ định thời được chỉ định.
Bảng 2.7 Các lệnh timer
Thống số Kiểu dữ liệu Miêu tả
IN Bool Ngõ vào bộ định thời cho phép
R Bool Đặt lại thời gian trôi qua của TONR về 0
PT Bool Ngõ vào giá trị thời gian đặt trước
Q Bool Ngõ ra bộ định thời
ET Time Ngõ ra giá trị thời gan trôi qua
Khối dữ liệu định thời
DB Chỉ ra bộ định thời nào để đặt lại với lệnh RT
2.3.5 Các bộ đếm (Counter)
S7-1200 có ba bộ đếm Counter - CTU: bộ đếm đếm lên. - CTD: bộ đếm đếm xuống.
Hình 2-13 Các lệnh counter
Bảng 2.8 Các lệnh counter
Thông sô Kiểu dữ liệu Miêu tả
CU, CD Bool Đếm lên hay đếm xuống, bởi
một lần đếm
R(CTU,CTUD) Bool Đặt lại giá trị đếm về không
LOAD(CTU,CTUD) Bool Nạp điều khiển cho giá trị đặt trước
PV Sint, Int,
Dint, USInt, Uint, UDInt
Giá trị đếm đặt trước
Q,QU Bool Đúng nếu CV>=PV
QD Bool Đúng nếu CV<=0
CV Sint, Int,
Dint, USInt, Uint,
2.3.6 Lệnh so sánh
Ta sử dụng các lệnh so sánh để so sánh hai giá trị của cùng một kiểu dữ liệu, nếu lệnh so sánh thỏa thì ngõ ra sẽ là mức 1 = TRUE tiếp điểm này được kích hoạt.
Kiểu dữ liệu so sánh là: SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real, LReal, String, Char, Time, DTL, Constant Bảng 2.9 Các lệnh so sánh Kiểu quan hệ Sự so sánh và đúng nếu == IN1 bằng IN2
<> IN1 không bằng IN2
>= IN1 lớn hơn hay bằng IN2
<= IN1 nhỏ hơn hay bằng IN2
> IN1 lơn hơn IN2
< IN1 nhỏ hơn IN2
2.3.7 Lệnh toán học
Ta sử dụng một lệnh hộp phép toán để lập trình các vận hành phép toán cơ bản: - ADD: phép cộng (IN1 + IN2 = OUT)
- SUB: phép trừ (IN1 – IN2 = OUT) - MUL: phép nhân (IN1 * IN2 = OUT) - DIV: phép chia (IN1 / IN2 = OUT)
Hình 2-15 Các lệnh toán
Bảng 2.10 Các lệnh toán
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
IN1, IN2 Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal, Constant
Ngõ vào phép toán
OUT Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal
Ngõ ra phép toán
2.3.8 Lệnh di chuyển
Các lệnh di chuyển và di chuyển khối
Ta sử dụng các lệnh di chuyển để sao chép các phần tử dữ liệu đến một địa chỉ nhớ mới
và chuyển đổi từ một kiểu dữ liệu này sang kiểu khác. Dữ liệu nguồn không bị thay đổi trong quá trình di chuyển.
- MOVE: sao chép một phần tử dữ liệu được lưu trữ tại một địa chỉ xác định đến một địa chỉ mới.
- MOVE_BLK: di chuyển có thể ngắt mà sao chép một khối các phần tử dữ liệu đến một địa chỉ mới.
- UMOVE_BLK: di chuyển không ngắt được mà sao chép một khối các phần tử dữ liệu đến một địa chỉ mới.
Bảng 2.11 Các lệnh di chuyển
MOVE
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
IN Sint, Int, Dint,
USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal, Byte, Word, Dword, Char, Array, Struct, DTL,
Time
Địa chỉ nguồn
OUT Đại chỉ đích
MOVE_BLK, UMOVE_BLK
Thông số Kiểu dữ liệu Miêu tả
IN
Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal, Byte,
Word, Dword Địa chỉ bắt đầu nguồn COUNT Uint Số lượng phần tử dữ liệu để sao chép OUT
Sint, Int, Dint, USInt, Uint, UDInt, Real, Lreal, Byte,
Word, Dword
2.4 Kết nối I/O cho S7-1200 CPU1214C DC/DC/DC
Kết nối tín hiệu ra cho PLC: S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC có mạch điện đầu ra tương đối hoàn thiện, có thể kết nối trực tiếp tới các tải công suất nhỏ. Để mạch điện đầu ra hoạt động được, ta cần phải cấp nguồn cho nó. Nguồn này là một nguồn 24VDC bất kì bên ngoài phải bảo đảm giá trị dòng điện định mức (tùy vào lượng tải) và dãy điện áp trong khoảng 20.4VDC tới 28.8VDC. Cực nguồn dương (24VDC) nối tới chân 3L+ và GND(24VDC) nối tới 3M. Theo tài liệu của hãng thì ở trạng thái tác động của một ngõ ra, tại dòng điện định mức 0.5 A thì đầu ra sẽ có mức điện áp cao 20VDC, nó cho phép kết nối trực tiếp với các cảm biến. Xem chi tiết Bảng 2.12
Hình 2-17 Sơ đồ kết nối của S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC Bảng 2.12 Sơ đồ kết nối chân của CPU 1214C DC/DC/DC
Pin X10 X11 X12 1 L+/24VDC 2M 3L+ 2 M/24VDC AI 0 3M 3 FUNCTIONAL EARTH AI1 DQ a.0
4 L+/24VDC SENSOR OUT -- DQ a.1 5 M/24VDC SENSOR OUT -- DQ a.2 6 1M -- DQ a.3 7 DI a.0 -- DQ a.4 8 DI a.1 -- DQ a.5 9 DI a.2 -- DQ a.6 10 DI a.3 -- DQ a.7 11 DI a.4 -- DQ b.0 12 DI a.5 -- DQ b.1 13 DI a.6 -- --- 14 DI a.7 -- -- 15 DI b.0 -- -- 16 DI b.1 -- -- 17 DI b.2 -- --- 18 DI b.3 -- -- 2.5 Phần mềm lập trình TIA PORTAL V16 2.5.1 Giới thiệu
- Phần mềm cơ sở tích hợp tất cả phần mềm lập trình điều khiển cho các hệ thống tự động hóa và truyền động điện, với tên gọi Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal). Đây là phần mềm lập trình điều khiển trực quan, hiệu quả và xác thực giúp người sử dụng thiết kế toàn bộ chương trình tự động hóa một cách tối ưu chỉ trong một giao diện phần mềm duy nhất.
- Không chỉ lập trình cho S7-1200, có thể sử dụng TIA Portal V16 để lập trình cho PLC S7-300/400 bình thường.
2.5.2 Cách lập trình trong TIA Portal V16
Khởi động chương trình TIA Portal từ máy tính như sau:
- Double click vào biểu tượng TIA Portal V16 từ màn hình Desktop của máy tính (Xem hình 2-18).
Hình 2-18 Biểu tượng TIA Portal V16
- Sau khi khởi động chương trình TIA Portal ta được giao diện như hình 2-19.
- Nhấp chọn “Create new Project” để tạo một dự án mới, đặt tên dự án ở khung “project name”, chọn nguồn lưu và sau đó nhấp “Create” : sau khi chọn ta được giao diện như hình 2-20.
Hình 2-20 Tạo Project mới
- Sau khi tạo project sẽ xuất hiện giao diện với các lựa chọn về thiết bị lập trình : Devices & Networks: Chọn thiết bị lập trình, xem và thay đổi thiết bị lập
trình (bao gồm: PLC, HMI, PC system).
PLC Programming: Lập trình cho PLC, xem và cập nhật chương trình mới. Visualization: Cấu hình cho giao diện HMI.
Online & Diagnostics: kết nối trực tuyến PLC và chuẩn đoán lỗi.
- Nhấp chọn Devices & Networks nhấp “Add new device” để chọn thiết bị để lập trình như sau: ta được giao diện như hình 2-21.
Hình 2-21 Add CPU
- Sau khi click vào CPU cần kết nối sẽ xuất hiện giao diện với nhiều cửa sổ nhỏ để thiết lập kết nối và chọn các cấu hình phù hợp với chương trình chuẩn bị tạo : ta được giao diện như hình 2-22.
Hình 2-22 Giao diện cấu hình PLC S7-1200
- Để thiết lập cho kết nối Profinet ta làm như sau:
lập ta được giao diện như hình 2-23.
Hình 2-23 Thiết lập địa chỉ IP cho PLC
Địa chỉ mặc định là
IP address: 192.168.0.1 Subnet mask: 255.255.255.0
Trong phần “Ethernet addresses” IP protocol Set IP address in project.
Thông tin chi tiết về địa chỉ I/O của PLC được xem trong phần “Overview of Addresses”. Xem hình 2-24.
Hình 2-24 Các địa chỉ I/O của CPU đang sử dụng
Để viết chương trình cho PLC ta làm như sau:
Trên “Project tree” - PLC_1 [CPU 1214C DC/DC/DC] - Program blocks Main [OB1].
Trên thanh công cụ bên mép phải có hỗ trợ thêm một số lệnh cơ bản hoặc ta có thể chọn các lệnh tắt trên Favorites Empty box rồi dùng kéo nhả chuột hoặc nhấn phím tắt để chọn nhóm lệnh cần sử dụng (Xem hình 2-25).
Để nạp chương trình cho PLC ta làm như sau: Click vào biểu tượng dowload trên màn hình (Xem hình 2-26).
Hình 2-26 Nạp chương trình cho PLC_1
- Chọn Realtek PCIe GBE Family Controller, sau đó chọn Start search (Xem hình 2-27).
Hình 2-27 Nạp chương trình cho PLC_1 (1)
- Search xong thì máy tính sẽ tìm được PLC như hình bên dưới, ta chọn Load để máy tính nạp chương trình xuống cho PLC (Xem hình 2-28).
Hình 2-28 Nạp chương trình cho PLC_1 (2)
- Tiếp theo cửa sổ Load preview xuất hiện, tiếp tục chọn Load để nạp chương trình cho PLC (Xem hình 2-29).
Hình 2-29 Nạp chương trình cho PLC_1 (3)
- Đến đây thì chương trình đã được nạp xong, ta nhấp chọn Finish (Xem hình 2-30).
- Để xem chương trình chạy trên máy tính, ta nhấp vào biểu tượng mắt kính. Khi