PLC thực hiện chương trình cheo chu trình lặp. Mỗi vịng lặp được gọi là vịng qt (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo ngõ vào (I), tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng dịng qt, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc. Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo ngõ ra (Q) tới các cổng ra số. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Một chu kỳ quét của PLC thể hiện trên Hình 1. 24 trong đó:
S7-200: Áp dụng vào mơ hình hệ thống tại phịng thí nghiệm tự động hố
-Read Input (Đọc ngõ vào): PLC đọc trạng thái của toàn bộ các ngõ vào và chứa vào bộ đệm ngõ vào.
-Execute Program (Thực thi chương trình): PLC dựa vào các trạng thái ngõ vào để thực thi theo chương trình đã được lưu trong bộ nhớ đệm ngõ ra.
-Diagnostics Communications (Chẩn đốn và truyền thơng): PLC tiến hành chẩn đoán lỗi và kiểm tra quá trình truyền thơng.
-Update Outputs (Xuất kết quả): PLC xuất kết quả trong vùng nhớ đệm ngõ ra để điều khiển thiết bị ngoại vi.
Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan time). Thời gian vịng qt khơng cố định, tức là khơng phải vịng qt nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Có vịng qt thực hiện lâu, có vịng quét thực hiện nhanh tùy thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu truyền thơng trong vịng qt đó.
Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính tốn và việc gửi tín hiệu điều khiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vịng qt. Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC. Thời gian qt càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao.
- Chương trình trong PLC S7-200 có cấu trúc bao gồm chương trình chính (main program) và sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt. Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình MEND. Chương trình con là một bộ phận của chương trình chính và được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính. Chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình chính. Nếu cần sử dụng thì chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính.
-Phân chia bộ nhớ của S7-200
Bộ nhớ của S7- 200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn cung cấp. Bộ nhớ có tính năng động cao, đọc và ghi được trong tồn vùng, loại trừ phần các bit nhớ đặc biệt. 4 vùng nhớ gồm:
Vùng chương trình: là miền bộ nhớ được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu non-volatile.
Vùng tham số: là miền lưu giữ các tham số như: từ khố, địa chỉ trạm...Nó thuộc kiểu non-volatile.
S7-200: Áp dụng vào mơ hình hệ thống tại phịng thí nghiệm tự động hố
Vùng dữ liệu: là miền nhớ động, có thể truy cập theo từng bit, từng byte, từng từ đơn và từ kép. Được dùng để lưu trữ các thuật tốn, các hàm truyền thơng, lập bảng, các hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ. Vùng dữ liệu được chia thành nhiều miền nhớ nhỏ với các chức năng khác nhau.
* V Variable memory * I Input image register * O Output image register * M Internal memory bits * SM Special memory bits
Vùng đối tượng: được sử dụng để lưu trữ cho các đối tượng lập trình như các giá trị tức thời, giá trị đặt trước của bộ đếm, hay Timer. Dữ liệu kiểu đối tượng bao gồm các thanh ghi của Timer, bộ đếm, các bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào/ra tương tự và các thanh ghi Accumulator(AC). - Vùng đối tượng cũng được phân ra thành nhiều vùng nhỏ.
Các ưu điểm khi sử dụng PLC S7-200
Kích cỡ nhỏ.
Thay đổi thiết kế dễ dàng và nhanh khi có u cầu về kỹ thuật,qui trình cơng nghệ
Có chức năng chẩn đốn lỗi và ghi đè.
Các ứng dụng của S7-200 có thể dẫn chứng bằng tài liệu.
Các ứng dụng được phân bố nhân bản nhanh chóng và thuận tiện.
S7-200 có thể điều khiển hồng loạt các ứng dụng khác nhau trong tự động hố.Với cấu trúc nhỏ gọn,có khả năng mở rộng, giá rẻ và một tập lệnh Simatic mạnh của S7-200 là một lời giải hồn hảo cho các bài tốn tự động hố vừa và nhỏ.
Ngồi ra S7-200 cịn có các ưu điểm sau đây :
Cài đặt, vận hành đơn giản.
Các CPU có thể sử dụng trong mạng,trong hệ thống phân tán hoặc sử dụng đơn lẻ.
Có khả năng tích hợp trên qui mơ lớn.
Ứng dụng cho các điều khiển đơn giản và phức tạp.
S7-200: Áp dụng vào mơ hình hệ thống tại phịng thí nghiệm tự động hố
Chương 2: THU THẬP DỮ LIỆU ĐỂ NHẬN DẠNG HỆ THỐNG
2.1 Mục đích của thu thập dữ liệu
Muốn nhận dạng được mơ hình tốn học của hệ thống ta cần thu thập dữ liệu của hệ thống thật.
Để thu thập được dữ liệu này ta thực hiện các bước sau :
B1: Viết chương trình trên V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9 để đưa điện áp vào và nhận được chiều cao ở đầu ra
B2: Thiết kế giao diện Win CC để đưa các dữ liệu từ V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9 ra B3: Kết nối PLC s7-200 với V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9
B4: Kết nối WinCC với V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9 thông qua PC ACCESS. B5: Lấy dữ liệu trên WinCC
2.2 Giới thiệu các phầm mềm sử dụng để thiết kế chương trình và giao diện lấy dữ liệu liệu
2.2.1 PC ACCESS