CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH
2.4 Bộ Điều Khiển PLC S7-1200
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt và sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự động. Sự kết hợp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ đã khiến cho S7- 1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác nhau.
Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, các mạch ngõ vào và mạch ngõ ra trong một kết cấu thu gọn, CPU trong S7-1200 đã tạo ra một PLC mạnh mẽ. Sau khi người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa mạch logic được yêu cầu để giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng. CPU giám sát các ngõ vào và làm thay đổi ngõ ra theo logic của chương trình người dùng, có thể bao gồm các hoạt động như logic Boolean, việc đếm, định thì, các phép tốn phức hợp và việc truyền thông với các thiết bị thông minh khác.
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến cả CPU và chương trình điều khiển:
Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người dùng cấu hình việc truy xuất đến các chức năng của CPU.
Người dùng có thể sử dụng chức năng “know-how protection” để ẩn mã nằm trong một khối xác định.
CPU cung cấp một cổng PROFINET để giao tiếp qua một mạng PROFINET. Các module truyền thơng là có sẵn dành cho việc giao tiếp qua các mạng RS232 hay RS485.
2.4.1 Cấu trúc chung của PLC
PLC được nhiều hãng chế tạo, và mỗi hãng có nhiều họ khác nhau, và có nhiều phiên bản trong mỗi họ, chúng khác nhau về tính năng và giá thành, phù hợp với bài toán đơn giản hay phức tạp. Ngồi ra cịn có các bộ ghép mở rộng cho phép ghép nhiều bộ PLC nhỏ để thực hiện các chức năng phức tạp, hay giao tiếp với máy tính tạo thành một mạng tích hợp, việc thực hiện theo dõi, kiểm tra, điều khiển một q trình cơng nghệ phức tạp hay tồn bộ một phân xưởng sản xuất. Mặc dù vậy, một hệ thống điều khiển dùng bất cứ loại PLC nào đều cũng có cấu trúc sau:
- Ngõ vào dạng số: Gồm hai trạng thái ON và OFF. Khi ở trạng thái ON thì ngõ vào số được coi như ở mức logic 1 hay mức logic cao. Khi ở trang thái OFF thì ngõ vào có thể đươc coi như ở mức logic 0 hay mức logic thấp.
- Ngõ ra số: Gồm hai trạng thái ON và OFF. Các ngõ ra này thường được nối ra để điều khiển các cuộn dây contactor, đèn tín hiệu,…
- Thiết bị đầu vào: Các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển thường là nút nhấn, cảm biến.
- Thiết bị chấp hành(Autuator): Là thiết bị biến đổi tín hiệu điện từ PLC thành một tác động vật lý. Autuator được nối với ngõ ra của PLC.
- Chương trình điều khiển: Một chương trình bao gồm một hay nhiều lệnh nhằm thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Việc lập trình cho PLC chỉ đơn giản là xây dựng một tập hợp các lệnh. Để lập trình cho PLC này, lập trình hình thang (LAD) hay dạng câu lệnh (STL). Chương trình điều khiển định ra quy luật thay đổi tín hiệu output ở phía đầu ra của PLC theo sự thay đổi tín hiệu input ở phía đầu vào theo mong muốn và chạy phần mềm điều khiển trên máy tính PC và được nạp vào PLC thơng qua cáp, nối giữa PLC và PC hay PG.
+ Thiết bị lập trình (PG/PC): Chương trình viết trong thiết bị lập trình và truyền xuống PLC.
+ Cáp kết nối (cáp PPI): Thiết bị cần thiết để truyền dữ liệu từ thiết bị lập trình xuống PLC.
PLC đều có thành phần chính là: Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngồi EPROM).
2.4.2 Các bảng tín hiệu.
Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU. Người dùng có thể thêm một SB với cả I/O kiểu số hay kiểu tương tự. SB kết nối vào phía trước của CPU.
SB với 4 I/O kiểu số (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC) SB với 1 ngõ ra kiểu tương
1. Các LED trạng thái trên SB 2. Bộ phận kết nối nối dây của người
dùng có thể tháo ra
2.4.3. Các module tín hiệu.
Người dùng có thể sử dụng các module tín hiệu để thêm vào CPU các chức năng. Các module tín hiệu kết nối vào phía bên phải của CPU.
1 Các LED trạng thái dành cho I/O của module tín hiệu
2 Bộ phận kết nối đường dẫn 3 Bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo ra
2.4.4. Các module truyền thông.
Họ S7-1200 cung cấp các module truyền thơng (CM) dành cho các tính năng bổ sung vào hệ thống. Có 2 module truyền thơng: RS232 và RS485.
CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thông
1 Các LED trạng thái dành cho module truyền thông
Bộ phận kết nối truyền thông