- Phanh h3m điƯn từ: điện ỏp cuộn hỳt 220V, xoay chiề Cấu tạo, nguyờn
3.2. Cấu hình hƯ thống điều khiển trờn nền Simatic PLC S7-200 1 Tổng quan về PLC S7-
3.2.1. Tổng quan về PLC S7-200
3.2.1.1. Cỏc thụng số kỹ thuật của PLC S7-200
S7-200 là thiết bị điều khiển khả trỡnh loại nhỏ của hUng SIEMENS, cú cấu trúc theo kiĨu chia khối (mô đun) và cỏc khối mụđun mở rộng. Cỏc mụ đun này đợc sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trỡnh khỏc nha
Thành phần cơ bản cđa S7-200 là khối vi xư lý CPỤ Cho đến nay hUng SIEMENS đU cho ra đời 2 dịng S7-200: S7-200 có CPU21x và CPU22x. Càng ngày nhu cầu sử dụng càng nõng cao, do vậy yờu cầu kỹ thuật cũng phải nõng ca Bởi thế hiện nay dũng S7-200 loại CPU21x khụng đợc hUng sản xuất nữ Hiện nay HUng chỉ sản xuất S7-200 loại CPU22x và cỏc thế hệ điều khiển PLC cú cấu hỡnh cao hơn nữa nh S7-300, S7-400Với phạm vi nghiờn cứu của đề
tài là ứng dụng PLC S7-200 do vậy tụi chỉ đa ra một số thụng số kỹ thuật cơ bản của dũng S7-200 CPU22x.
Bảng 3.1. Thông số kỹ tht cđa S7-200 CPU
CPU221 CPU222 CPU224 CPU226
Kích th−ớc CPU(mm) 90x80x62 90x80x62 120.5x80x62 190x80x62 Bộ nhớ
Ch−ơng trỡnh 2048 từ đơn 2048 từ đơn 4096 từ đơn 4096 từ đơn Dữ liệu 1024 từ đơn 1024 từ đơn 2560 từ đơn 2560 từ đơn
Lu chơng trỡnh EEPROM EEPROM EEPROM EEPROM
Bảo toàn dữ liệu
(khi bị mất điện) 50 giờ 50 giờ 190 giờ 190 giờ
Đầu vào ra (I/O) 6 vào/4 ra 8 vào/6 ra 14 vào/10 ra 24 vào/16 ra
Số modul mở rộng 0 2 7 7
Tổng đầu vào/ra (I/O)
Đầu Vào/ra số 128 /128 128 /128 128 /128 128 /128
Đầu Vào/ra tơng tự 0 16 /16 32 /32 32 /32
Tôc độ xư lý các phép logic ở 33MHz
0,37às/lƯnh 0,37às/lệnh 0,37às/lệnh 0,37às/lƯnh
Đệm cổng vào/ra 128/128 128/128 128 /128 128/128
Rơ le trong 256 256 256 256
Bộ đếm/rơ le thời gian 256/256 256/256 256/256 256/256
Đầu vào/ra tơng tự 0 16/16 32/32 32/32
Rơ le điều khiển trỡnh tự 256 256 256 256
Vịng lỈp Có Có Có Có Phép tính số ngun Có Có Có Có Phép tính số thực Có Có Có Có Bộ đếm tốc độ cao 4H/W(20KHz) 4H/W(20KHz) 6H/W(20KHz) 6H/W(20KHz) Điều chỉnh tơng tự 1 1 2 2 Đầu ra xung 2(20 KHz, chỉ DC) 2(20 KHz, chỉ DC) 2(20 KHz, chỉ DC) 2(20 KHz, chỉ DC)
Ngắt theo thời gian 2(1msữ255ms) 2 (1msữ255ms) 2 (1msữ255ms) 2(1msữ255ms)
Ngắt vào cứng 4 4 4 4
Đồng hồ thời gian thực
Có Có Có Có
Bảo vƯ mật khẩu Có Có Có Có
a, b,
Hình 3.6. a, Mặt trờn của S7-200 CPU 221 b, Mặt trờn của S7-200 CPU 222
Hình 3.8. Mặt trờn của S7-200 CPU 226
3.2.1. 2. Cấu trúc bộ nhớ
Bộ nhớ S7-200 có tớnh năng động cao, đọc, ghi đợc trong toàn vựng, loại trừ cỏc bớt nhớ đỈc biƯt SM (Special Memory) chỉ có thĨ truy nhận để đọc.
Vựng chơng trỡnh
Là nguồn nhớ đợc sử dụng để lu giữ cỏc lệnh chơng trỡnh. Vựng này thuộc kiểu non-volatile (khụng thay đỉi khi mất điƯn) đọc/ghị
Vùng tham số
Là vùng lu giữ cỏc tham số nh: từ khoỏ, địa chỉ trạm. .. thc kiĨu non- volatile đọc/ghị
Vùng dữ liƯu
Là miềm nhớ động đợc sử dụng để lu cỏc dữ liệu của chơng trỡnh. Nú có thể truy cập theo từng bít, từng byte, từng từ đơn hoặc từ kộp và đợc chia nhỏ thành những miền nhớ cú cụng dụng khỏc nha Chơng trỡnh Tham số Dữ liƯu Chơng trỡnh Tham số Dữ liƯu Ch−ơng trình Tham số Dữ liƯu Vựng đối tợng
EEPROM MIỊN nhớ ngoài
Tơ
Vựng đối tợng
Bao gồm các thanh ghi định thời (Timer), bộ đƯm vào/ra, bộ đếm tốc độ cao, thanh ghi AC, vựng này khụng thuộc kiểu non-volatile nhng đọc/ghi đợc.
3.2.1.3. Mở rộng cỉng vào ra
CPU 224 cho phép ghép nối nhiỊu nhất 7 mô đun mở rộng. Cỏc mụ đun mở rộng cú thể là cỏc mụ đun tơng tự, mụ đun số hay mụ đun đếm tốc độ ca.. cỏc mụ đun mở rộng số hay tơng tự, đều chiếm chỗ trong bộ đƯm, t−ơng ứng với số đầu vào/ra của mụ đun. Cỏc mụ đun mở rộng đợc ghộp nối với mụ đun CPU thông qua cỉng COM.
3.2.1.4. Cấu trỳc chơng trỡnh của S7-200
Có thĨ lập trình cho S7-200 bằng cỏch sử dụng phần mềm S7 Micro Win 32. Cỏc chơng trỡnh cho S7-200 phải cú cấu trỳc bao gồm chơng trỡnh chớnh (main program) và sau đú đến cỏc chơng trỡnh con và cỏc chơng trỡnh xử lý ngắt đợc chỉ ra sau đõy:
- Chơng trỡnh chớnh đợc kết thỳc bằng lệnh MEND.
- Chơng trỡnh con là một bộ phận của chơng trỡnh. Cỏc chơng trỡnh con phải đợc viết sau lệnh kết thỳc chơng trỡnh chớnh.
- Cỏc chơng trỡnh xử lý ngắt là một bộ phận của chơng trỡnh. Nếu cần sử dụng chơng trỡnh xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thỳc chơng trỡnh chớnh.
- Cỏc chơng trỡnh con cú thể đợc nhúm lại thành một nhúm ngay sau chơng trỡnh chớnh, sau đú đến cỏc chơng trỡnh xử lý ngắt. Bằng cỏch viết nh− vậy, cấu trúc chơng trỡnh đợc rừ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chơng trỡnh sau nà Cú thể tự do trộn lẫn cỏc chơng trỡnh con và chơng trỡnh xử lý ngắt đằng sau chơng trỡnh chớnh.
Thực hiện trong vòng quét.
Main program MEND
SUBRO Chơng trỡnh con thứ nhất
Hình 3.10. Cấu trỳc một chơng trỡnh của S7-200
3.2.1.5. Thực hiện chơng trỡnh của S7-200
PLC thực hiƯn ch−ơng trỡnh theo chu trỡnh lặp, mỗi vũng lặp đợc gọi là vũng quột (Hỡnh 3.11).
Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra thụng thờng lệnh khụng làm việc trực tiếp với cỉng vào ra mà chỉ thụng qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi cụng việc khỏc ngay cả chơng trỡnh xử lý ngắt để thực hiện lệnh này một cỏch trực tiếp với cỉng vào/rạ
Nếu sử dụng chế độ ngắt, chơng trỡnh xử lý ngắt chỉ đợc thực hiện trong vòng qt khi xt hiƯn tớn hiệu bỏo ngắt và có thể xẩy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét.
Hỡnh 3.11. Sơ đồ vũng quột của S7-200 SBR n Chơng trỡnh con thứ n + 1 RET INT 0 Ch−ơng trỡnh xử lý ngắt thứ nhất RETI INT 0 Ch−ơng trỡnh xử lý ngắt thứ n + 1 RETI Thực hiện khi có tớn hiệu bỏo ngắt. 1. Nhập dữ liƯu từ ngoài vàọ 2. Thực hiƯn chơng trỡnh. 3. Truyền thụng và tự kiểm tra lỗ 4. Chun dữ liƯu từ bộ đệm ảo ra ngoại vị
3.2.1.6. Ph−ơng phỏp lập trỡnh
Chơng trình trong S7-200 bao gồm một dUy tập lệnh. S7-200 thực hiƯn ch−ơng trỡnh bắt đầu từ lệnh lập trỡnh đầu tiờn và kết thúc ở lƯnh lập trình ci trong một vũng quột. Một vũng quột đợc bắt đầu bằng việc đọc trạng thỏi của đầu vào, và sau đú thực hiện chơng trỡnh. Vũng quột kết thỳc bằng việc thay đổi trạng thỏi đầu r Trớc khi bắt đầu một vũng quột tiếp theo S7-200 thực thi cỏc nhiệm vụ bờn trong và nhiệm vụ truyền thụng. Chu trỡnh thực hiện chơng trỡnh là chu trỡnh lặp.
Cỏch lập trỡnh cho S7-200 núi riờng và cho cỏc PLC núi chung là dựa trờn hai phơng phỏp cơ bản: phơng phỏp hỡnh thang ( LAER, viết tắt là LAD ) và phơng phỏp liệt kờ lệnh (STATEMENTLIST, viết tắt là STL).
Phơng phỏp hỡnh thang (LAD): LAD là một ngụn ngữ lập trỡnh bằng đồ họa, những thành phần cơ bản dựng trong LAD tơng ứng với cỏc thành phần của bảng điều khiển bằng rơ lẹ
Phơng phỏp liệt kờ lệnh (STL): là phơng phỏp thể hiện chơng trỡnh
dới dạng tập hợp cỏc cõu lệnh. Mỗi cõu lệnh trong chơng trỡnh, kể cả những lệnh hỡnh thức biểu diễn một chức năng của PLC.
Ngăn xếp logic trong PLC: trong PLC dựng ngăn xếp 9 bit, cỏc lệnh logic
thụng thờng hoạt động dựa trờn cấu trỳc ngăn xếp. Truy cập thụng thờng hoạt động dựa trờn cấu trỳc ngăn xếp là FIFO (First In First Out).