Toơng quan
PLC là thiêt bị đieău khieơn logic khạ trình (Program Logic Control), là lối thiêt bị cho phép thực hieơn linh hốt các thuaơt toán đieău khieơn sô thođng qua 1 ngođn ngữ laơp trình, thay cho vieơc phại theơ hieơn thuaơt toán đó baỉng mách sô. Cũng như các thiêt bị laơp trình khác.
Câu hình cụa phieđn bạn A:
- Rãnh 4: Ngõ vào digital 16 x 24V. - Rãnh 5: Ngõ vào digital 16 x 24V. - Rãnh 6,7,9: Ngõ ra digital 16 x 24V 0,5A. - Rãnh 8: Ngõ vào digital 16 x 24V.
- Rãnh 10: Khôi analog 4AI/4AO.
Câu hình cụa phieđn bạn B:
- Rãnh 1: Nguoăn 24V/5A.
- Rãnh 2: CPU 314 hay CPU 315 – 2DP. - Rãnh 4: Ngõ vào digital 32 x 24V. - Rãnh 5: Ngõ vào digital 32 x 24V/0,5A.
- Rãnh 6: Ngõ vào/ra digital khôi 8 x 24V/8 x 24V 0,5A. - Rãnh 7: Ngõ vào tương tự 2AI.
Các modul cụa PLCS7-300:
• Modul tín hieơu (SM:singnal module)
- Modul ngõ vào digital: 24VDC, 120/230V AC - Modul ngõ ra digital: 24VDC, ngaĩt đieơn từ.
- Modul ngõ vào analog: Áp, dòng, đieơn trở, caịp nhieơt . - Modul ngõ ra analog : Aùp , dòng .
• Modul giao tiêp (IM : Interface Modul) : Khôi IM360/IM365 và
IM365 dùng đeơ nôi nhieău câu hình. Chúng đieău khieơn nhieău thanh ghi cụa heơ thông.
• Modul giạ laơp (DM :Dummy Modul): Khôi giạ laơp DM370 dự phòng
các khôi tín hieơu chưa được chư định.
• Modul chức naíng (FM : Function Modul): theơ hieơn những chức naíng
đaịc bieơt sau: - Đêm
- Định vị
- Đieău khieơn hoăi tiêp
• Xử lý tuyeăn thođng ( CP):
- Nôi đieơm-đieơm - Máng PROFIBUS - Ethernet cođng nghieơp.
Modul CPU
Modul CPU là lối modul có chứa boơ vi xử lý, heơ đieău hành, boơ nhớ, các boơ thời gian, boơ đêm, coơng truyeăn thođng (RS485)… và có theơ có 1 vài coơng vào ra sô. Các coơng vào ra sô có tređn modul CPU được gĩi là coơng vào/ra onboard.
PLC S7_300 có nhieău lối modul CPU khác nhau. Chúng được đaịt teđn theo boơ vi xử lý có trong nó như modul CPU312, modul CPU314, modul CPU315…
Những modul cùng sử dúng 1 lối boơ vi xử lý, nhưng khác nhau veă coơng vào/ra onboard cũng như các khôi hàm đaịc bieơt được tích hợp sẵn trong thư vieơn cụa heơ đieău hành phúc vú vieơc sử dúng các coơng vào/ra onboard này sẽ được phađn bieơt với nhau trong teđn gĩi baỉng theđm cúm chữ IFM(Intergrated Function Modul). Ví dú như Modul CPU312 IFM, Modul CPU314 IFM…
Ngoài ra còn có các lối modul CPU với 2 coơng truyeăn thođng, trong đó coơng truyeăn thođng thứ hai có chức naíng chính là phúc vú vieơc nôi máng phađn tán. Các lối modul này phađn bieơt với các lối modul khác baỉng cúm từ DP (Distributed Port) như là modul CPU315-DP.
• PS (Power supply): Modul nguoăn nuođi. Có 3 lối:2A, 5A, 10A.
• SM (Signal modul): Modul mở roơng coơng tín hieơu vào/ra, bao goăm:
DI (Digital input): Modul mở roơng các coơng vào sô. Sô các coơng vào sô mở roơng có theơ là 8, 16, 32 tuỳ từng lối modul.
bDO (Digital output): Modul mở roơng các coơng ra sô. . Sô các coơng ra sô mở roơng có theơ là 8, 16, 32 tuỳ từng lối modul.
DI/DO (Digital input/ Digital output): Modul mở roơng các coơng vào/ra sô.. Sô các coơng vào/ra sô mở roơng có theơ là 8 vào/8ra hoaịc 16 vào/ 16 ra tuỳ từng lối modul.
AI (Analog input): Modul mở roơng các coơng vào tương tự. Sô các coơng vào tương tự có theơ là 2, 4, 8 tuỳ từng lối modul.
AO (Analog output): Module mở roơng các coơng ra tương tự. Sô các coơng ra tương tự có theơ là 2, 4 tuỳ từng lối modul.
AI/AO (Analog input/ Analog output): Modul mở roơng các coơng vào/ra tương tự. Sô các coơng vào/ra tương tự có theơ là 4 vào/2 ra hay 4 vào/4 ra tuỳ từng lối modul.
• IM (Interface modul): Modul ghép nôi, nôi các modul mở roơng lái với nhau
thành 1 khôi và được quạn lý chung bởi 1 modul CPU. Thođng thường các modul mở roơng được gá lieăn với nhau tređn 1 thanh đỡ gĩi là rack. Tređn moêi rack có theơ gán nhieău nhât là 8 modul mở roơng (khođng keơ modul CPU, modu nguoăn nuođi. Moơt modul CPU S7_300 có theơ làm vieơc trực tiêp với nhieău nhât 4 racks và các racks này phại được nôi với nhau baỉng modul IM.
• FM (Function modul): Module có chúc naíng đieău khieơn rieđng. Ví dú như
module PID, module đieău khieơn đoơng cơ bước…
• CP (Communication modul): Modul phúc vú truyeăn thođng trong máng giừa
các PLC với nhau hoaịc giữa PLC với máy tính.
• Modul giạ laơp (DM- Dummy modul): Modul DM 370 dự phòng cho các modul tín hieơu chưa được chư định.Chẳng hán như dành choê cho các modul sẽ laĩp đaịt trong tương lai.
Câu hình phaăn cứng cụa PLC S7-300:
Cấu hình của phần cứng gồm 3 phần chính.
- Bộ xửlý trung tađm ( CPU-Control Processing Unit).
- Các boơ nhớ (ROM,RAM,EEROM). - Các khôi vào ra.
Trong đó:
Boơ vi xử lý CPU:
Khoa Điện - Trường ĐHSPKT TPHCM
Bộ đệm Bộ nhớ chương trình Bộ nhớ Chương trình EEROM nguồn pin CPUBộ xử lý Clock Bộ nhớ hệ thống ROM Bộ nhớ dữ liệu RAM Khối văo ra Panel chương trình Bộ đệm Bộ đệm Mạch chốt
Mạch giao tiếp Câch ly Lọc Đệm
Bus địa chỉ Bus điều khiển
Bus dữ liệu Bus hệ thống
mở rộng
xung Clock, mách này thường xử dúng thách anh có taăn sô (1MHZ hoaịc 8MHZ).Taăn sô cụa xung Clock dùng đeơ xác định tôc đoơ cụa PLC.
Boơ nhớ:
Boơ nhớ goăm 48KB RAM, 48KB ROM, khođng có khạ naíng mở roơng và tôc đoơ xử lý gaăn 0.3ms tređn 1000 leơnh nhị phađn, boơ nhớ được chia tređn các vùng:
• Vùng chứa chương trình ứng dúng:
OB (Organisation block) :Mieăn chứa chương trình toơ chức trong đó:
Khôi OB1: Khôi toơ chức chính, maịc định, thực thi laịp vòng. Nó được baĩt đaău khi quá trình khởi đoơng hoàn thành và baĩt đaău trở lái khi nó kêt thúc.
Khôi OB10 (Time of day interrupt): được thực hieơn khi có tín hieơu ngaĩt thời gian. Khôi OB20 (Time delay interrupt): được thực hieơn sau 1 khoạng thời gian đaịt trước. Khôi OB35 (Cyclic Interrupt): khôi ngaĩt theo chu kì định trước
Khôi OB40 (Hardware Interrupt): được thực hieơn khi tín hieơu ngaĩt cứng xuât hieơn ở ngõ vào I124.0…I124.3
FC (Function): Mieăn chứa chương trình con được toơ chức thành hàm có biên hình thức đeơ trao đoơi dữ lieơu với chương trình đã gĩi nó, được phađn bieơt bởi các sô nguyeđn. Ví dú: FC1, FC7, FC30…ngoài ra còn có các hàm SFC là các hàm đã được tích hợp sẵn trong heơ đieău hành.
FB (Function Block): tương tự như FC, FB còn phại xađy dựng 1khôi dữ lieơu rieđng gĩi là DB (Data Block) và cũng có các hàm SFB là các hàm tích hợp sẵn trong heơ đieău hành.
• Vùng chứa các tham sô heơ đieău hành và chương trình ứng dúng:
I (Process image input): Mieăn boơ đeơm dữ lieơu các ngõ vào sô. Trước khi baĩt đaău thực hieơn chương trình, PLC sẽ đĩc tât cạ giá trị logic cụa các coơng vào roăi cât giữ chúng trong vùng I. khi thực hieơn chương trình CPU sẽ sử dúng các giá trị trong
vùng I mà khođng đĩc trực tiêp từ ngõ vào sô.
Q (Process image output): tương tự vùng I, mieăn Q là boơ đeơm dữ lieơu coơng ra sô. Khi kêt thúc chương trình, PLC sẽ chuyeơn giá trị logic cụa boơ đeơm Q tới các coơng ra sô.
M (Memory): Mieăn các biên cờ. Do vùng nhớ này khođng mât sau moêi chu kì quét neđn chương trìng ứng dúng sẽ sử dúng vùng nhớ này đeơ lưu giữ các tham sô caăn thiêt. Có theơ truy nhaơp nó theo bit (M), byte (MB), theo từ (MW) hay từ kép (MD).
T (Timer): Mieăn nhớ phúc vú boơ thời gian bao goăm vieơc lưu trữ các giá trị đaịt trước (PV-Preset Value), các giá trị tức thời (CV-Current Value) cũng như các giá trị logic đaău ra cụa Timer.
C (Counter): Mieăn nhớ phúc vú boơ đêm bao goăm vieơc lưu giữ các giá trị đaịt trước (PV-Preset Value), các giá trị tức thời (CV-Current Value) cũng như các giá trị logic đaău ra cụa Counter.
PI: Mieăn địa chư coơng vào cụa các module tương tự (I/O External input)ï. Các giá trị tương tự tái coơng vào cụa module tương tự sẽ được module đĩc và chuyeơn tự đoơng theo những địa chư. Chương trình ứng dúng có theơ truy caơp mieăn nhớ PI theo từng byte (PIB), từng từ (PIW) hoaịc theo từng từ kép (PID).
PQ: Mieăn địa chư coơng ra cụa các module tương tự (I/O External output)ï. Các giá trị tương tự tái coơng vào cụa module tương tự sẽ được module đĩc và chuyeơn tự đoơng theo những địa chư. Chương trình ứng dúng có theơ truy caơp mieăn nhớ PI theo từng byte (PQB), từng từ (PQW) hoaịc theo từng từ kép (PQD).
• Vùng chứa các khôi dữ lieơu, được chia thành 2 lối:
DB (Data block): Mieăn chứa các dữ lieơu được toơ chúc thành khôi. Kích thước hay sô lượng khôi do người sử dúng qui định. Có theơ truy nhaơp mieăn này theo từng bit (DBX), byte( DBB), từng từ (DBW), từ kép (DBD).
L (Local data block): Mieăn dữ lieơu địa phương, được các khôi chương trình OB, FC, FB toơ chức và sử dúngcho các biên nháp tức thời và trao đoơi dữ lieơu cụa biên
Được hốt đoơng dưới sự đieău khieơn cụa CPU.Các tín hieơu mách trong thường có đieơn áp chuaơn 5V,15V,24V; nhưng thực tê tín hieơu trước khi đưa vào PLC phại thođng qua chueơn đoơi veă maịt cách ly, thođng thường moơt sô lối PLC cho phép giao tiêp trực tiêp với các tín hieơu có cođng suât nhỏ.Ngõ ra cụa PLC thường ở dáng đieơn áp chuaơn và được chia làm 3 lối ngõ ra.
- Lối ngõ ra dùng rơle. - Lối ngõ ra dùng TZT.
- Lối ngõ ra dùng Triac
Heơ thông đieău khieơn laơp trình PLC được sử dúng làm heơ thông đieău khieơn và quạn lý các chương trình cho heơ thông sạn xuât cođng nghieơp nó có khạ naíng thay đoơi và meăm hoá các chương trình, theơ hieơn sự thay đoơi và đieău khieơn làm vieơc, chúng ta có theơ quan sát baỉng đèn led tređn beă maịt cụa PLC ứng với các ngõ vào hoaịc ngõ ra tác đoơng
Ở PLC S7-300 có
20 ngõ vào sô được định địa chư từ I124.0 đên I126.3 trong đó:
Các ngõ vào từ I124.0 đên I124.3 là các ngõ vào đaịc bieơt có theơ được dùng làm boơ đêm tôc đoơ cao (high speed counter) đên 10Khz hoaịc ngaĩt ngoài.
+ Các ngõ ra sô từ Q124.0 đên Q125.7 có mức đieơn áp là 24VDC và dòng tôi đa là 0.5A (16 ngõ ra sô)
+ Có 4 ngõ vào Analog có địa chư từ PIW128 đên PIW134 và 1ngõ ra tương tự có địa chư là PQW128 với tín hieơu dòng ±20mA hoaịc áp ±10V có đoơ phađn giại 11 bit và 1 bit dâu. Các ngõ vào tương tự có đaịc đieơm là chư được truy caơp baỉng từ (PIW).
Câu táo cụa PLC S7_300 CPU314IFM
Xử lý tín hieơu Analog:
Sử dúng các modul analog:
• Nguyeđn lý: