Chương 5 : Bộ điều khiển LOGO! SIEMENS
5.2: Lập trình cho LOGO!
Việc lập trình cho LOGO! Là thực hiện kết nối và đặt các thông số cho các hàm cho sẵn theo qui ước của LOGO!. Vì vậy, trước hết cần nắm vững các hàm và chức năng logic:
5.2.1. Các đầu nối CO (Conectors)
Các đầu vào tín hiệu của LOGO! ký hiệu từ I1 đến In. Các đầu ra tín hiệu của LOGO! ký hiệu từ Q1 đến Qn. Các đầu nối có thể sử dụng trong Menu CO là:
Đầu vào tín hiệu (Inputs): I1 - I2 - I3 - I4 - I5.............
Đầu ra tín hiệu (Outputs): Q1 - Q2 - Q3 - Q4 - Q5............
Mức thấp: Lo ("0" hay OFF)
Mức cao: Hi ("1" hay ON)
Đầu ra tín hiệu khơng nối: "X"
Khi đầu vào tín hiệu của một khối ln ở mức thấp thì chọn "lo", nếu ln ở mức cao thì chọn "Hi", nếu đầu vào tín hiệu đó khơng cần sử dụng thì chọn "X".
5.2.2. Các chức năng cơ bản GF (General Function):
Khi nhập vào một mạch, chúng ta có thể chọn các khối chức năng cơ bản trong bảng sau:
Bảng 5.1: Các khối chức năng cơ bản của GF.
Biểu diễn bằng
biểu đồ mạch Biểu diễn LOGO! Chức năng cơ bản
AND OR NOT
XOR NAND
NOR
5.2.2.1. AND:
Nối tiếp nhiều công tắc thường mở được thể hiện trong LOGO! theo sơ đồ mạch dưới đây :
Hình 5.5: Sơ đồ mạch cổng AND 3 ngõ vào.
Bảng logic của cổng AND 3 ngõ vào:
Bảng 5.2: Bảng logic cổng AND 3 ngõ vào.
I1 I2 I3 Q1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 5.2.2.2. OR:
Nối song song của một số công tắc thường mở được biểu diễn trong LOGO! theo sơ đồ mạch dưới đây :
Hình 5.6: Sơ đồ mạch cổng AND 3 ngõ vào.
Bảng logic của cổng OR 3 ngõ vào:
Bảng 5.3: Bảng logic cổng OR 3 ngõ vào. I1 I2 I3 Q1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 5.2.2.3. NOT:
Khối NOT có đầu ra ở trạng thái 1 khi đầu vào ở trạng thái 0 và ngược lại. Nói cách khác, NOT đảo trạng thái đầu vào.
Sự tiện lợi của NOT là ta khơng cần có cơng tắc thường đóng của LOGO!. Ta có thể sử dụng cơng tắc thường mở và đảo chúng thành cơng tắc thường đóng bằng khối NOT
Hình 5.7: Sơ đồ mạch cổng AND 3 ngõ vào.
Bảng logic của cổng NOT:
Bảng 5.4: Bảng logic của cổng NOT.
I1 Q1
0 1
5.2.2.4. NAND:
Một số cơng tắc thường đóng nối song song được trình bày trong LOGO! ở sơ đồ dưới đây :
Hình 5.8: Sơ đồ mạch cổng NAND 3 ngõ vào.
Bảng logic của cổng NAND:
Bảng 5.5: Bảng logic của cổng NAND.
I1 I2 I3 Q1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 5.2.2.5. NOR:
Việc nối liên tiếp các cơng tắc loại thường đóng được trình bày trong LOGO! ở sơ đồ mạch sau :
Bảng logic cho cổng NOR:
Bảng 5.6: Bảng logic của cổng NOR.
I1 I2 I3 Q1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0
5.2.2.6. XOR:
Trong LOGO! mạch XOR được biểu diễn dưới dạng sơ đồ mạch sau :
Hình 5.10; Sơ đồ mạch cổng NOR 3 ngõ vào.
Bảng logic cho cổng XOR:
Bảng 5.7: Bảng logic của cổng XOR.
I1 I2 Q1
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
5.2.3. Các chức năng đặc biệt (SF – Special Functions)
Tuỳ thuộc vào loại LOGO! mà có các chức năng chính (21 chức năng đặc biệt). Dưới đây chỉ nêu ra một số chức năng đặc biệt sau :
Bảng 5.8: Bảng biểu diễn các chức năng của khối SF.
Biểu diễn trong biểu đồ mạch
Biểu diễn trong LOGO! Chức năng đặc biệt Đóng trễ (On – Delay) Ngắt trễ (Off – Delay) Rơ le xung (Pulse Relay) Chuyển mạch định thời gian trong tuần
(Seven-day time switch)
Rơ le chốt (Latching Relay) Phát xung đồng hồ (Clock Pulse Generator) Đóng trễ có nhớ (Retentive On Delay) Bộ điếm lên/xuống (Up/Down Counter) 5.2.3.1. On - Delay (Bộ đóng có trễ):
Đầu vào Trg Khởi đầu thời gian On delay bằng đầu vào Trg
Thông số T T là thời gian sau đó đầu ra đóng mạch (tín hiệu đầu ra đổi từ 0 lên 1)
Khi trạng thái đầu vào Trg thay đổi từ 0 lên 1. Nếu trạng thái đầu vào Trg được duy trì đủ dài, đầu ra sẽ chuyển lên 1 sau thời gian T đã đủ. ( đây là thời gian trễ giữa thời điểm đầu vào chuyển lên 1 cho đến khi đầu ra lên 1).
Nếu trạng thái đầu vào Trg trở về 0 trước khi thời gian trôi qua đã đủ, thời gian này bị xoá.
Đầu ra trở về 0 khi đầu vào Trg lại có trạng thái 0.
5.2.3.2. Off - Delay (Bộ ngắt có trễ):
Đầu vào Trg Khởi đầu thời gian Off delay bằng đầu vào Trg
Trg Input Thời gian cho Off delay và đặt đầu ra về 0 thông qua đầu vào R (R được ưu tiên trước Trg).
Thông số T T là thời gian sau đó đầu ra được cắt (tín hiệu đầu ra chuyển từ 0 về 1)
Khi đầu vào Trg chuyển sang 1, đầu ra chuyển ngay sang 1. Nên trạng thái Trg chuyển từ 1 sang 0, thời gian đặt của LOGO! Ta được bắt đầu và giữ nguyên đầu ra. Khi ta đặt được giá trị đặt T (Ta = T). Đầu ra (Q) được chuyển về 0.
Nếu đầu ra vàoTg lại chuyển từ ON sang OFF, thời gian ta lại được bắt đầu lại.
Ta reset lại thời gian Ta và đầu ra thông qua đầu vào P,(reset) trước khi thời gian Ta đã trôi qua.
5.2.3.3. Rơle xung (Pulse Relay):
Đầu vào Trg Ta sử dụng đầu vào Trg để đóng và cắt đầu ra
Chức năng T Ta sử dung đầu vào R( reset) để reset lại pulse rơle và chuyển đầu ra về 0, (R ưu tiên trước Trg)
Mỗi khi trạng thái của đầu vào Trg chuyển từ 0 sang 1, trạng thái của đầu ra thay đổi. Ta reset pulse relay về trạng thái ban đầu bằng đầu vào R. Sau khi có nguồn hay reset. Pulse relay được reset và đầu ra (Q) chuyển về 0.
5.2.3.4. Đồng hồ (khoá định thời gian):
Mạch khoá thời gian chỉ có trong loại LOGO! có chữ C (tức là Clock-đồng hồ) ví dụ LOGO!230RC.
Mỗi đồng hồ có 3 No (cam) định giờ No1, No2, No3. Trong mỗi cam giờ này ta thiết lập các thông số như sau :
Ngày trong tuần: - Su – Chủ nhật - Mo – Thứ 2 - Tu – Thứ 3 - We – Thứ 4 - Th – Thứ 5 - Fr – Thứ 6 - Sa – Thứ 7 - Mo..Fr (Thứ 2 – Thứ 6) - Mo..Sa (Thứ 2 – Thứ 7) - Mo..Su( Thứ 2 – Chủ nhật) - Sa..Su (Thứ 7 – Chủ Nhật) Định thời gian đóng
- Bất kỳ thời gian nào giữa 00:00 giờ và 23:59 giờ. - --:-- có nghĩa là khơng định thời gian đóng.
Định thời gian cắt
- Bất kỳ thời gian nào giữa 00:00 giờ và 23:59 giờ - --:-- có nghĩa là khơng định thời gian cắt.
Bộ nhớ đệm cho đồng hồ
Trong LOGO!230RC đồng hồ trong vẫn chạy khi mất nguồn. Nói cách khác, đồng hồ có nguồn dự phịng. Thời gian dự phòng của nguồn LOGO!230RC phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Tại nhiệt độ 40oC nguồn lưu trữ cho 8 giờ.
* Qui trình đặt đồng hồ (khố định thời): tiến hành theo các bước sau:
B.1: Định vị con trỏ tới vị trí của đồng hồ (ví dụ No1).
B.2: Bấm phím OK. LOGO! mở cửa sổ thơng số vịng cam, con trỏ ở vị trí ngày cuối tuần.
B.3: Sử dụng phím và để lựa chọn một hay nhiều ngày của tuần. B.4: Sử dụng phím để di chuyển con trỏ tới vị trí của thời gian đóng.
B.5: Đặt thời gian đóng.Ta sử dụng phím và để thay đổi giá trị. Để di chuyển con trỏ tới vị trí khác ta sử dụng phím và . Ta có thể chỉ lựa chọn giá trị --:-- tại vị trí đầu tiên (--:-- có nghĩa là cơng tắc không hoạt động).
B.6: Đặt thời gian tắt (quá trình tương tự như B5). B.7: Kết thúc việc nhập bằng việc ấn phím OK.
Ví dụ : Đóng cắt các thiết bị điện trong tồ nhà u cầu như sau:
a. Bật tất cả các đèn chiếu sáng trong phòng từ 8h sáng và tắt lúc 19h trong các ngày từ thứ hai đến thứ sáu.
b. Bật tất cả các hệ thống giám sát, bảo vệ tự động vào các ngày thứ bảy và chủ nhật.
Để giải quyết vấn đề trên, ta sử dụng 2 cam thời gian No1 và No2 thiết lập như sau : No1 (sử dụng cho bật tắt các đèn chiếu sáng) :
- Day : Mon .. Fr (có hiệu lực từ thứ hai tới thứ sáu) - On : 08:00 (bật đèn lúc 8 giờ)
No2 (sử dụng cho bật tắt các hệ thống báo động toà nhà) : - Day : Sa .. Su (có hiệu lực từ thứ bảy tới chủ nhật) - On : 00:00 (bật hệ thống lúc 00 giờ)
- Off : 23:59 (tắt hệ thống lúc 23giờ 59 phút)
5.2.3.5. Relay tự giữ:
Đầu vào S Ta đặt đầu ra (Q) ở mức 1 nhờ đầu vào S (Set)
Đầu vào R Ta Reset đầu ra (Q) về mức nhờ đầu vào R. Nếu S và R đều ở trạng thái 1 cùng một lúc thì đầu ra được cắt (ưu tiên đầu vào Reset)
Relay tự giữ là một mạch Flip-Flop (trigger) giản đơn. Giá trị của đầu ra phụ thuộc vào các trạng thái của đầu vào và trạng thái của đầu ra trước đó. Bảng sau biểu diễn quan hệ logic giữa chúng.
Bảng 8.1: Bảng trạng thái của
FF.
5.2.3.6. Đồng hồ phát xung (clock pulse generator):
Đầu vào En Đóng và cắt phát xung đồng hồ thông
qua đầu vào En (Enable)
Đầu vào T T là thời gian đóng, cắt của đầu ra
Ta sử dụng thông số T để định thời gian giữa đóng và cắt. Ta dùng cổng vào En để phát xung chạy. Phát xung đồng hồ đưa đầu ra về 1 trong thời gian T, sau đó lại về 0 trong thời gian T, và cứ tiếp tục cho tới khi đầu vào En chuyển về 0.
Chú ý : Thông số thời gian T phải luôn 0.1 giây, nếu T nhỏ hơn giá trị này thì đầu ra
của bộ phát xung sẽ khơng có xung ra.
5.2.3.7. On – Delay nhớ:
Trg Khởi động thời gian On delay nhớ đầu vào Trg
R input Reset thời gian cho On delay nhớ và đặt đầu ra về 0 nhờ đầu vào
Sn Rn Q Ghi chú
0 0 Giá trị giữ nguyên
0 1 0 Reset
1 0 1 Set
R (R được ưu tiên)
Thông số T T là thời gian sau đó đầu ra được đóng (đầu ra được chuyển từ 0 lên 1)
Nếu trạng thái đầu vào Trg thay đổi từ 0 đến 1, thời gian thay đổi từ 0 đến 1. Thời gian Ta được khởi động. Khi Ta đạt đến thời gian T, đầu ra Q chuyển sang 1. Nếu chuyển trạng thái khác vào Trg sẽ khơng có hiệu lực đối với Ta.
Đầu ra và thời gian Ta không được tái khởi động về không cho đến khi trạng thái của đầu vào R lại chuyển sang 1.
5.2.3.8. Bộ đếm thuận nghịch:
Đầu vào R Ta đặt lại giá trị bên trong counter và chuyển đầu ra về 0 thông qua đầu vào R (R ưu tiên trước Cnt)
Đầu vào Cnt Bộ đếm số lần biến đổi từ trạng thái 0 đến1 tại Cnt. Các thay đổi từ trạng thái 1 đến 0 khơng được tính. Tần số đếm cực đại là 5 Hz
Đầu vào Dir Bạn chỉ định hướng đếm nhờ đầu vào Dir: Dir = 0: đếm thuận.
Dir = 1: đếm nghịch.
Bộ đếm tính từ 0 đến 9999. Trong trường hợp đếm tràn hoặc dưới mức thấp, bộ đếm dừng
Thông số Par Nếu giá trị đếm bên trong lớn hơn hoặc bằng Par thì đầu ra chuyển trạng thái. Par có thể ở giữa 0 và 9999.
Cứ một sườn dương Cnt (sườn lên) bộ đếm trong được tăng lên 1 (Dir=0) hoặc giảm đi 1 (Dir=1), nếu giá trị đếm bằng giá trị trong Par đầu ra (Q) chuyển sang 1. Ta có thể sử dụng đầu vào Reset để chuyển bộ đếm về 0.
5.2.4. Khối (BN-Block name):
Lúc ta đặt một khối vào trong chương trình, LOGO! sẽ cho khối này một con số, gọi là khối. Số khối xuất hiện ở góc trên bên phải của màn hình.
Hình 5.11: Biểu diễn ký hiệu khối chương trình.
Di chuyển con trỏ tới một khối chương trình được diễn ra như sau: Đặt con trỏ trên một khối đầu vào có số khối (trong biểu đồ, đặt vị trí con trỏ ở đầu vào thứ hai của khối B01), và nút ấn con trỏ chuyển tới khối có số khối đã ghi (Khối B02 trong bểu đồ).
Dùng số khối cịn có tiện lợi sau: Có thể nối bất cứ khối nào tới một đầu vào của khối hiện tại bằng số khối của nó.Theo cách này, có thể sử dụng các kết quả logic tạm thời hoặc các phép khác nữa. Nó giúp ta giảm được thời gian cho việc phải vào đi vào lại cũng như giảm được bộ nhớ trong LOGO!, và mạch trở nên rõ ràng và dễ hiểu hơn.
5.2.5. Yêu cầu cho bộ nhớ và kích thước của một mạch:
Một chương trình (hoặc biểu đồ mạch) có những vấn đề cần quan tâm. - Số khối kết nối.
- Bộ nhớ hiện dùng.
Các khối chức năng trong chương trình yêu cầu bộ nhớ trong LOGO!. Tuỳ thuộc chức năng sử dụng, số vùng bộ nhớ biến đổi.
Vùng nhớ Ý nghĩa
Vùng mà các giá trị cuối cùng được lưu giữ (ví dụ các giá trị giới hạn của bộ đếm)
Vùng mà các giá trị thực tại được lưu giữ (ví dụ giá trị đếm hiện tại)
Vùng cho chức năng thời gian sử dụng
Vùng các khối chức năng được lưu giữ
Bảng sau cho bạn một cái nhìn tổng thể về số bộ nhớ phải có mà mỗi khối chức năng chiếm trong mỗi vùng nhớ.
Vùng nhớ
Chức năng Các chức năng cơ bản 0 0 0 1 On-Delay 1 1 1 1 Off-Delay 2 1 1 1 Relay xung 0 1 0 1 Clock 6 2 0 1 Relay tự giữ 0 1 0 1 Phát xung đồng hồ 1 1 1 1 Bộ trễ nhớ 2 1 1 1 Bộ đếm 2 2 0 1 Bộ nhớ của LOGO! 27 24 10 30
5.2.6. Tổng quan các menu của LOGO!: 5.2.6.1. Chế độ lập trình. - Menu chính gồm : Program... (Chương trình...) PC/Card... Start (Khởi động) - Menu lập trình gồm :
Edit Prg (Soạn thảo chương trình)
Clear Prg (Xố chương trình) Set Clock (Đặt đồng hồ) - Menu PC/Card: PC LOGO! LOGO! Card Card LOGO! 5.2.6.2 Chế độ đặt thơng số:
Khi chương trình đang chạy, ta cần đặt lại các thông số như thời gian hệ thống, thời gian cho các khối On, Off delay, Bộ đếm,... Quá trình đặt lại các thơng số này sẽ được lưu trữ lại
trong bộ nhớ của LOGO!. Qui trình khởi động menu đặt thơng số như sau : ấn đồng thời tổ hợp phím ESC và OK. Trên màn hình sẽ hiện ra menu:
Set Clock (Đặt đồng hồ hệ thống)
Set Param (Đặt tham số)
5.2.7. Biến đổi một sơ đồ mạch thành các khối trong LOGO!:
Muốn tạo ra một mạch trong LOGO! ta nối các khối và các đầu nối tiếp với nhau. Ví dụ :
Hình 5.12: Sơ đồ mạch điều khiển khởi động từ.
Để chuyển đổi được từ một mạch điện thành một đoạn chương trình trong LOGO! phải tuân theo các bước sau:
B.1: Chọn cấu hình LOGO!
B.2: Định nghĩa các đầu vào, ra cho các đối tượng trên mạch điện.
S1 : dùng đầu vào I1
S2 : dùng đầu vào I2
S3 : dùng đầu vào I3
Q : dùng đầu ra Q1 B.3: Đấu nối vào LOGO!
B.4: Viết chương trình (giả sử ta viết cho sơ đồ mạch trên)
Tại đầu ra Q1, công tắc S3 thường mở được nối tiếp với các phần tử khác mạch nối tiếp tương ứng với một khối AND trong LOGO!.
S1 và S2 được nối song song. Mạch song song là 1 khối OR trong LOGO!.
Hình 5.13: Sơ đồ chuyển đổi theo LOGO!.
B.5: Đưa vào một chương trình
Để lập một chương trình cho LOGO!, ta có thể thực hiện lập trình trực tiếp trên LOGO! và lập trình trên máy tính sau đó nạp chương trình vào LOGO! qua cổng truyền thơng RS232.