Project trong Simatic không đơn thuần chỉ là chương trình ứng dụng mà rộng hơn bao gồm tất cả những gì liên quan đến việc thiết kế phần mềm ứng dụng để điều khiển, giám sát một hay nhiều trạm PLC. Theo đó, trong một Project sẽ có:
Bảng cấu hình cứng về tất cả các module của từng trạm PLC.
Bảng tham số xác định chế độ làm việc cho từng module của mỗi trạm PLC. Các khối logic chứa chương trình ứng dụng của từng trạm PLC.
chuột vào biểu tựơng “ New Project/Library”.
Khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện hộp hội thoại như hình dưới, bên trái. Gõ tên Project rồi ấn OK và như vậy ta đã khai báo xong một Project mới.Ngoài ra ta còn có thể chọn nơi Project sẽ được cất lên đĩa. Mặc định, nơi cất sẽ là thư mục đã được qui định khi cài đặt Step7, ở đây là thư mục C:\siemens\Step7\s7proj.
Trong trường hợp muốn mở một Project đã có, ta chọn File Open hoặc kích chuột vào
biểu tượng “Open Project/Library” từ cửa sổ chính của Step7 rồi chọn tên Project muốn mở từ hộp hội thoại có dạng như hình dưới, bên phải. Cuối cùng ấn phím OK để kết thúc.
6.3.2. Xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC
Sau khi báo song một Project mới, trên màn hình sẽ xuất hiện Project đó nhưng ở dạng rỗng ( chưa có gì trong Project ), điều này ta nhận biết được qua biểu tượng thư mục bên cạnh tên Project giống như một thư mục rỗng của Window.
Công việc tiếp theo ta có thể làm là xây dựng cấu hình cứng cho một trạm PLC. Điều này là không bắt buộc, ta có thể không cần khai báo cấu hình cứng cho trạm mà đi ngay vào phần chương trình ứng dụng. Song công việc này nên làm vì khi có cấu hình trong Project,
Trường hợp không muốn khai báo cấu hình cứng mà đi ngay vào chương trình ứng dụng ta có thể chọn thẳng Insert Program S7 Program. Động tác này sẽ hữu ích cho
những trường hợp một trạm PLC có nhiều phiên bản chương trình ứng dụng khác nhau. Sau khi đã khai báo một trạm ( chèn một station), thư mục Project chuyển sang dạng không rỗng với thư mục con trong nó có tên mặc định là Simatic 300(1). Tất nhiên ta có thể đổi lại tên mặc định này. Thư mục Simatic 300(1) chứa tệp thông tin về cấu hình của trạm.
Để vào màn hình khai báo cấu hình cứng, ta nháy chuột tại biểu tượng Hardware. Trong hộp hội thoại hiện ra ta khai báo thanh ray và các module có trên thanh ray đó. Hình dưới là bảng khai báo cấu hình cứng cho trạm PLC theo mô hình bộ thí nghiệm.
Step7 giúp việc khai báo cấu hình cứng được đơn giản nhờ bảng danh mục các module của nó. Muốn đưa module vào bảng cấu hình ta chỉ cần đánh dấu slot nơi module sẽ được
theo qui tắc như đã trình bày ở Chương I.
Chẳng hạn Step7 có thể hỗ trợ việc tích cực ngắt theo thời điểm cho module CPU để module này phát một tín hiệu ngắt gọi khối OB10 một lần vào đúng ngày 10/10/2002 lúc 4 giờ 30. Để làm được điều này ta nháy kép chuột tại tên của module CPU ở slot2 rồi chọn ô Time-of-Day Interrupt, trên màn hình sẽ xuất hiện hộp hội thoại như ở hình dưới. Điền thời điểm, tần suất phát tín hiệu ngắt rồi đáng dấu tích cực chế độ ngắt vào các ô tương ứng trong hộp hội thoại. Cuối cùng ấn phím OK.
Cũng trong hộp hội thoại ta thấy module CPU314 chỉ cho phép sử dụng OB10 trong số các module OB10 OB17 với mức ưu tiên là 2 để chứa chương trình xử lí tín hiệu ngắt theo thời điểm.
Các chế độ làm việc khác của module CPU cũng được quy định nhờ Step7. Ví dụ để sửa đổi thời gian vòng quét cực đại cho phép từ giá trị mặc định 150ms thành 100ms, ta chọn
Cycle/Clock memory trong hộp hội thoại rồi sửa nội dung Scan time thành 100.
Hoàn toàn tương tự ta cũng có thể sử dụng Step7 để quy định chế độ làm việc cho các module mở rộng khác, như xác định chế độ làm việc với dạng tín hiệu điện áp, phạm vi đo
10Vcho module AI, tích cực tín hiệu ngắt tự chuẩn đoán cho module DI, DO, tích cực ngắt cứng theo sườn lên tại cổng vào I0.0 cho module DI...
6.3.4. Soạn thảo chƣơng trình cho các khối logic
Sau khi khai báo xong cấu hình cứng cho một trạm PLC và quay trở về cửa sổ chính của Step7 ta sẽ thấy trong thư mục Simatic 300(1) bây giờ có thêm thư mục con CPU314, S7 Program(1), Source file, Blocks và tất nhiên ta có thể đổi tên các thư mục đó.
Tất cả các khối logic (OB, FC, FB, DB) chứa chương trình ứng dụng sẽ nằm trong thư mục Block. Mặc định trong thư mục này đã có sẵn khối OB1.
Muốn soạn thảo chương trình cho khối OB1 ta nháy chuột tại biểu tượng OB1 bên nửa cửa sổ bên phaỉ. Trên màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ của chế độ soạn thảo chương trình như sau:
Chức năng chương trình soạn thảo của Step7 về cơ bản cũng giống như các chương trình soạn thảo khác, tức là cũng có các phím nóng để gõ nhanh, có chế độ cắt và dán, chế độ kiểm tra lỗi cú pháp lệnh...Để khai báo soạn thảo chương trình cho các khối OB khác hoặc cho các khối FC, FB, hay DB, ta có thể tạo khối mới ngay trực tiếp từ chương trình soạn thảo bằng cách kích chuột tại biểu tượng New rồi ghi tên khối vào ô tương ứng của cưả sổ hiện ra:
hoặc cũng có thể chèn thêm khối mới đó trước từ cửa sổ chính của Step7 bằng phím
Insert S7 Block rồi sau đó mới vào soạn thảo chương trình cho khối vừa được chèn thêm như đã làm với OB1.
Trong màn hình soạn thảo chương trình cho các khối logic, ta có thể thay đổi không riêng phần chương trình mà cả phần local block của khối đó bao gồm tên hình thức, kiểu dữ liệu, giá trị ban đầu. Chú ý rằng không được thay đổi 20byte đầu trong local block của các chương trình khối OB.
Các bước soạn thảo một khối logic cho chương trình ứng dụng được tóm tắt như sau: Tạo khối logic hoặc từ cửa sổ màn hình chính của Step7 bằng cách chọn Insert trên
thanh công cụ rồi vào S7 Block để chọn loại khối mong muốn ( OB, FB, FC) hoặc vào chương trình soạn thảo rồi từ đó kích biểu tượng New,
Thiết kế local block cho khối logic vừa tạo, Viết chương trình.
tuỳ thuộc vào bộ giao diện được sử dụng.Tương tự cũng có nhiều khả năng nối PLC với máy tính, song để truyền thông nhờ Step7 thì PLC luôn phải được nối với máy tính qua cổng lập trình (RS485).
Sau khi ghép nối module CPU với máy tính về phần cứng ta còn phải định nghĩa thêm địa chỉ truyền thông cho trạm PLC. Điều này là cần thiết vì một máy tính/máy lập trình có thể cùng một lúc làm việc được với nhiều trạm PLC. Mặc định, các module CPU đều có địa chỉ là 2 ( địa chỉ MPI). Muốn thay đổi địa chỉ module CPU ta nháy kép phím chuột trái tại tên của module trong bảng khai báo cấu hình cứng để vào chế độ đặt lại tham số làm việc, trong đó ta lại chọn tiếp General Properties và sửa lại địa chỉ MPI như hình dưới:
Sau khi đã định nghĩa lại địa chỉ MPI cho trạm PLC, ta phải ghi lại địa chỉ đó lên module CPU và chỉ khi đó module CPU mới thực sự làm việc theo địa chỉ mới này. Công
việc ghi địa chỉ MPI mới này lên module CPU được thực hiện cùng với việc ghi tất cả tham số quy định chế độ làm việc của module bằng cách kích vào biểu tượng Down load trên thanh công cụ hoặc chọn PLC Down load.
Bên cạnh việc ghi cấu hình cứng vừa soạn thảo vào module CPU ta cũng có thể đọc bảng cấu hình cứng hiện có từ module CPU vào Project bằng cách kích chuột vào biểu tượng Up load trên thanh công cụ của màn hình ( hoặc chọn PLC Up load). Với việc đọc
ngược cấu hình cứng này ta cũng đọc được luôn cả toàn bộ chương trình hiện có trong Load memory của module CPU vào Project.
6.4.2. Ghi chƣơng trình lên module CPU
Có hai cách đổ chương trình ứng dụng, sau khi đã soạn thảo xong, vào module CPU ( cụ thể là vào vùng Load memory ) như sau:
Đổ từ màn hình soạn thảo chương trình bằng cách kích vào biểu tượng Down load trên
thanh công cụ của màn hình. Với cách đổ này, chỉ riêng khối chương trình đang ở màn hình soạn thảo sẽ được đổ vào module CPU.
Đổ từ màn hình chính của Step7 cũng bằng cách kích vào biểu tượng Down load. Với
cách đổ này ta có thể đổ toàn bộ chương trình ứng dụng có trong thư mục Block hoặc đổ những khối mà ta đánh dấu. Muốn đổ toàn bộ thư mục Block ta phải kích chuột vào tên thư mục trước sau đó mới được kích vào Down load. Trong trường hợp chỉ đổ một số khối, ta
Sau khi ghi chương trình lên CPU thì nội dung Load memory của module CPU và thư mục Block của Project trong máy tính sẽ đồng nhất. Nếu bật công tắc module CPU từ STOP sang RUN, CPU sẽ thực hiện chương trình trong Load memory của nó theo vòng quét và quá trình thực hiện lệnh này được Step7 giám sát thông qua chương trình tương ứng trong Project.
Việc giám sát chương trình Step7 được tiến hành bằng cách cho hiển thị nội dung các thanh ghi của CPU trước và sau khi thực hiện từng lệnh một của chương trình.
Để vào màn hình giám sát, ta chỉ cần kích chuột tại phím Monitor trên thanh công cụ của màn hình soạn thảo. Phím Monitor có biểu tượng như ở hình bên.
Sau khi kích phím Monitor, trên màn hình xuất hiện cửa sổ giám sát như sau:
Mặc định , step7 chỉ cho hiển thị nội dung các bit RLO, STA ( trong thanh ghi trạng thái) và của ACCU1. Tuy nhiên ta có thể cho hiển thị thêm nội dung toàn bộ thanh ghi trạng khác bằng cách ấn phím chuột bên phải rồi chọn Show Tên thanh ghi từ hộp thoại hiện ra
(xem hình bên).
Chẳng hạn để quan sát thêm nội dung thanh ghi ACCU2 ta kích phím chuột phải, sau đó chọn Show và tiếp theo là Accumulator 2. Trên cửa sổ giám sát sẽ hiện ra thêm cột hiển thị nội dung của thanh ghi ACCU2 như sau:
Ngoài ra ta cũng có thể thay đổi kiểu dữ liệu được hiển thị. Mặc định Step7 sẽ cho hiển thị nội dung các thanh ghi dưới dạng mã
hexadecimal, song ta có thể thay đổi sang các dạng khác như decimal hay số thực bằng cách đưa chuột vào vùng dữ liệu được hiển thị, ấn phím chuột bên phải rồi chọn Representation Kiểu dữ liệu trong
hộp hội thoại hiện ra có dạng như hình bên.
Chú ý ta không thể sửa đổi được chương trình nếu cửa sổ màn hình giám sát đang ở trạng thái tích cực. Muốn quay trở về chế độ soạn thảo, ta phải rời khỏi màn hình giám sát
6.4.4. Giám sát module CPU
Bên cạnh việc giám sát chương trình, ta có thể giám sát cả công việc của module CPU bằng cách vào cửa sổ PLC trên thanh công cụ, sau đó chọn Diagnose Hardwave sẽ có được hộp thoại:
Nếu muốn giám sát riêng module CPU ta kích vào Module Information. Trên màn hình sẽ hiện tiếp ra cửa sổ cho phép ta lựa chọn cụ thể hình thức công việc được giám sát. Chẳng hạn nếu muốn quan sát bộ đệm tự chuẩn đoán của module ta kích chuột vào ô
Diagnostic Buffer sẽ có được các thông báo về nguyên nhân thay đổi trạng thái của module
CPU ( Start Stop) từ trước tới nay hoặc muốn quan sát thời gian thực hiện vòng quét ta chọn ô Scan Cycle Time.
6.4.5. Giám sát nội dung ô nhớ
Step7 cho phép quan sát nội dung mọi ô nhớ thuộc System memory và các ô nhớ có địa chỉ định nghĩa như PI, PQ. Những ô nhớ được quan sát phải được khai báo trước trong bảng có tên là Variable Table và để làm được điều này ta kích chuột tại PLC từ thanh công cụ màn hình chính của Step7 sau đó chọn Monitor/Modify Variable.
Sau khi khai báo xong tên bảng các ô nhớ được quan sát ta kích phím quan sát. Trên thanh công cụ có hai phím quan sát phân biệt với nhau ở ký hiệu gạch đứng “|” trong biểu tượng của phím. Nếu phím kích có ký hiệu gạch đứng “|” thì bảng quan sát sẽ chỉ thể hiện nội dung của ô nhớ tại đúng thới điểm kích. Ngược lại khi kích phím không có ký hiệu gạch đứng “|”, Step7 sẽ liên tục truy nhập và đọc nội dung các ô nhớ của module CPU để thể hiện vào bảng.
Ta cũng có thể thay đổi cách trình bày kiểu dữ liệu cho từng ô nhớ bằng cách đưa chuột vào ô nhớ cần thay đổi và kích phím phải của chuột. Sau đó chọn kiểu thích hợp trong hộp hội thoại hiện ra.
PHỤ LỤC 1
I. VÙNG NHỚ PLC S7 – 300
Tên gọi Kích thước truy cập Kích thước tối đa (tuỳ thuộc CPU)
Process input image(I) Bộ đệm vào số I IB IW ID 0.0÷127.7 0÷127 0÷126 0÷124 Process output image(Q)
Bộ đệm ra số Q QB QW QD 0.0÷127.7 0÷127 0÷126 0÷124 Bit memory(M) Vùng nhớ cờ M MB MW MD 0.0÷255.7 0÷255 0÷254 0÷252 Timer(T) T0÷T255 Counter(T) C0÷C255 Data block(DB) Khối dữ liệu share
DBX DBB DBW DBD 0.0÷65535.7 0÷65535 0÷65534 0÷65532 Data block(DI)
Khối dữ liệu instance
DIX DIB DIW DID 0.0÷65535.7 0÷65535 0÷65534 0÷65532 Local block (L)
Miền nhớ địa phương cho các tham số hình thức L LB LW LD 0.0÷65535.7 0÷65535 0÷65534 0÷65532
II. HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG SIMULATION
Bước 1 : Viết chương trình trong khối chương trình thực thi OB
Chuyển STOP → RUN – P. để Download chương trình chương trình đã viết.
Trường hợp không xuất hiện biển báo có thể bạn đã Download xong
Ở đây quan sát các bạn có thể tuỳ chọn quan sat ngõ vào IB, ngõ ra QB, Timer, Vùng nhớ… Ngoài ra các bạn có thể quan sát trực tiếp trên chương trình mình viết bằng cách các bạn trọn thẻ Monitor (On/Off) để quan sát chương trình đang chạy.
Bài 2: Viết sơ đồ LAD theo yêu cầu sau đây: a.
b. c.
Bài 3: Viết một chương trình với ngõ ra là Đèn Q0.0 sẽ lên mức 1 (True) khi công tắc I0.0 và I0.1 được đóng hay khi công tắc I0.2 được đóng.
Bài 4: Viết chương trình với ngõ ra là Q0.1 sẽ lên mức 1 (true) khi I0.0 được bấm ON, hoặc nếu I0.1 bấm ON & I0.2 OFF, hoặc ngược lại I0.1 OFF && I0.2 ON.
Bài 5: Viết chương trình điều khiển động cơ quay thuận và quay ngược. Động cơ chỉ quay thuận và quay ngược khi một nút nhấn được bấm. Khi 2 nút nhấn được bấm thì được cơ không làm việc.
Bài 6: Điều khiển một đối tượng (như là: động cơ, van solennoid, đèn, chuông, quạt, … ) chạy và dừng bằng một công tắc gạt.
Bài 7: Điều khiển một đối tượng (như là: động cơ, van solennoid, đèn, chuông, quạt, … ) chạy và dừng bằng hai nút nhấn ON và OFF.
Bài 8: Điều khiển đảo chiều quay motor (loại xoay chiều 3 pha) bằng 3 nút nhấn FOR(chạy thuận), REV(chạy ngược lại), STOP(dừng). Mỗi thời điểm chỉ chạy một chiều. Xem kết quả bằng cách quan sát từng RELAY họat động.
Bài 9: Nhấn cả 2 nút PB1 và PB2 thì động cơ chạy. Nhấn 1 trong 2 nút STOP_1 và STOP_2 thì động cơ dừng.
Counter v à Timer
Bài 1: Viết chương trình thực hiện bật đèn Q0.0 sau khi công tắc I0.0 bật sau khoảng thời gian T0 = 10s.
Bài 2: Viết chương trình thực hiện bật đèn Q0.1 trong khoảng thời gian T1 = 10s thì ngừng sau khi nhấn công tắc I0.1
Bài 3: Viết chương trình nhấp nháy đèn Q0.2 liên tục với v ới chu kỳ 2s.
Bài 4: Viết chương trình đèn giao thông với đèn xanh 20s, đèn vàng 3s, đèn đỏ 10s. Bài 5: Nhập các hàm so sánh ( So sánh lớn hơn hoặc bằng, so sánh nhỏ hơn hoặc bằng, so sánh bằng,… dùng loại so sánh theo word. ) vào và kiểm tra hoạt động. Tham khảo trong tài