I.1. Cấu hỡnh cứng
PLC (Programmable Logic Control) là thiết bị điều khiển logic lập trỡnh được, hay khả trỡnh, cho phộp thực hiện linh hoạt cỏc thuật toỏn điều khiển logic thụng qua một ngụn ngữ lập trỡnh.
S7 – 200 là thiết bị điều khiển logic khả trỡnh loại nhỏ của húng SIEMENS (CHLB Đức), cú cấu trỳc theo kiểu modul mở rộng. Cỏc modul này được sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trỡnh khỏc nhau. Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối vi xử lý CPU 212 hoặc CPU 214. Về hỡnh thức bờn ngoài, sự khỏc nhau của hai loại CPU này nhận biết được nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp.
- CPU 212 cú 8 cổng vào, 6 cổng ra và cú khả năng được mở rộng thờm bằng 2 modul mở rộng.
- CPU 214 cú 14 cổng vào, 10 cổng ra và cú khả năng được mở rộng thờm bằng 7 modul mở rộng.
S7 – 200 cú nhiều loại modul mở rộng khỏc nhau
CPU 212 bao gồm:
- 512 từ đơn (word), tức là 1K Byte, để lưu chương trỡnh thuộc miền bộ nhớ đọc / ghi và khụng bị mất dữ liệu nhờ cú giao tiếp với EEPROM. Vựng nhớ với tớnh chất như vậy được gọi là vựng nhớ non – volatile.
- 512 từ đơn để lưu dữ liệu, trong đú cú 100 từ nhớ đọc / ghi thuộc miền non – volatile.
- 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic.
- Cú thể ghộp thờm 2 modul để mở rộng số cổng vào/ra, bao gồm cả modul tương tự. - Tổng số cổng logic vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.
- 64 bộ tạo thời gian trễ (Timer), trong đú cú 2 Timer cú độ phừn giải 1 ms, 8 Timer cú độ phừn giải 10 ms và 54 Timer cú độ phừn giải 100 ms.
- 64 bộ đếm (Counter), chia làm hai loại: loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại bộ đếm vừa đếm tiến vừa đếm lựi.
- 368 bit nhớ đặc biệt, sử dụng là cỏc bit trạng thỏi hoặc cỏc bit đặt chế độ làm việc. - Cú cỏc chế độ ngắt và xử lý tớn hiệu ngắt khỏc nhau bao gồm: ngắt truyền thụng,
ngắt theo sườn lờn hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và ngắt bỏo hiệu của bộ đếm tốc độ cao (2 KHz).
- Bộ nhớ khụng bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC bị mất nguồn nuụi.
CPU 214 bao gồm:
- 2048 từ đơn (4K Byte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non – valatile để lưu chương trỡnh (vựng nhớ cú giao tiếp với EEPROM).
- 2048 từ đơn (4K Byte) kiểu đọc/ghi để lưu dữ liệu, trong đú cú 512 từ đầu thuộc miền non-volatile.
- 14 cổng vào và 10 cổng ra logic.
- Cú 7 modul để mở rộng thờm cổng vào/ra bao gồm cả modul tương tự. - Tổng số cổng vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.
- 128 Timer chia làm 3 loại theo độ phừn giải khỏc nhau: 4 Timer 1 ms, 16 Timer 10 ms, và 108 Timer 100ms.
- 688 bit nhớ đặc biệt dựng để thụng bỏo trạng thỏi và đặt chế độ làm việc.
- Cỏc chế độ ngắt và xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thụng, ngắt theo sườn lờn hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.
- 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2 KHz và 7 KHz
- 2 bộ phỏt xung nhanh cho dỳy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM. - 2 bộ điều chỉnh tương tự.
- Toàn bộ vựng nhớ khụng bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất nguồn nuụi.
Mụ tả cỏc đốn bỏo trờn S7 – 200, CPU 214: - SF : Đốn đỏ SF bỏo tớn hiệu hệ thống bị hỏng.
- RUN: Đốn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trỡnh đó được nạp vào trong mỏy.
- STOP: Đốn vàng STOP chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trỡnh đang thực hiện lại.
- Ix.x: Đốn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thỏi tức thời của cổng Ix.x (x.x = 0.0 ữ 1.5).
- Qx.x: Đốn xanh ở cổng ra bỏo hiệu trạng thỏi tức thời của cổng Qx.x (x.x = 0.0 ữ 1.1).
Cổng truyền thụng:
S7 – 200 sử dụng cổng truyền thụng nối tiếp RS485 với bộ chuyển đổi RS485/RS232 để phục vụ cho việc ghộp nối với thiết bị lập trỡnh hoặc với cỏc trạm PLC
SFRUN RUN STOP I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 Q1.0 Q1.1 Cổng truyền thụng Cỏc cổng vào Cỏc cổng ra
khỏc. Tốc độ truyền cho mỏy lập trỡnh PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là từ 300 đến 38 400.
Bảng ý nghĩa cỏc chừn:
212 Tờn Ký hiệu I/O í nghĩa
1 Data carrier detect DCD input nhận mức tớn hiệu2 Received data RxD input nhận dữ liệu 2 Received data RxD input nhận dữ liệu 3 Transmitted data TxD output truyền dữ liệu 4 Data terminal ready DTR output TB đầu cuối ready
5 Protective ground GND Chõn đất
6 Data set ready DSR input sẵn sàng hoạt động7 Request to send RTS output Kớch hoạt truyền 7 Request to send RTS output Kớch hoạt truyền 8 Clear to send CTS input sẵn sàng truyền 9 Ring indicator RI input nhận cuộc gọi
Để ghộp nối S7 – 200 với mỏy tớnh PC qua cổng RS232 cần cú cỏp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485.
Cụng tắc chọn chế độ làm việc cho PLC:
Cụng tắc chọn chế độ làm việc nằm phớa trờn, bờn cạnh cỏc cổng ra của S7 – 200 cú ba vị trớ cho phộp chọn cỏc chế độ làm việc khỏc nhau cho PLC.
- RUN cho phộp PLC thực hiện chương trỡnh trong bộ nhớ. PLC S7-200 sẽ rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu mỏy tớnh cú sự cố, hoặc trong chương trỡnh gặp lệnh STOP, thậm chớ ngay cả khi cụng tắc ở chế độ RUN. Nờn quan sỏt trạng thỏi thực tại của PLC theo đốn bỏo.
Hỡnh 4.2-Sơ đồ chõn của cổng truyền thụng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PC/PPI COM PC S7 - 200