Đề tài Mô hình thí nghiệm plc băng chuyền phân loại sản phẩm giao tiếp PLC với Wincc

NG DỤNG: *Lệnh Nhập/ Xuất giá trị cho tiếp điểm: Lệnh nhập :  LAD Mô tả Toán hạng Tiếp điểm thường mở sẽ được đóng nếu giá trị bit =1 bit : I,Q,M,SM,T,C,V Tiếp điểm thường đóng sẽ được mở khi giá trị bit = 1 và ngược lại. Tiếp điểm thường mở sẽ được đóng tức thời trong một chu kỳ máy khi giá trị bit = 1 bit: I Tiếp điểm thường đóng sẽ được mở tức thời trong một chu kỳ máy khi giá trị bit=1 Lệnh xuất : LAD Mô tả Toán hạng Cuộn dây đầu ra ở trạng thái kích thích khi có dòng điều khiển đi qua. bit : I,Q,M,SM,T,C,V Cuộn dây đầu ra được kích thích tức thời khi có dòng điều khiển đi qua. bit : Q *Lệnh ghi / xoá giá trị cho tiếp điểm: Lệnh dùng để đóng và ngắt các tiếp điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong dạng LAD, logic điều khiển dòng điện đóng hoặc ngắt các cuộn dây đầu ra. Khi dòng điều khiển tới các cuộn dây thì các cuộn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm( hoặc một dãy các tiếp điểm). LAD Mô tả Toán hạng Đóng một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ bit đặt trước. bit : I, Q, M, SM, T, C, V . N : IB, QB, MB, SMB, VB, AC, Hằng số . Ngắt một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ bit đặt trước. Nếu bit đặt trước lại chỉ vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xoá bit đầu ra của Timer hoặc Counter đó. Đóng tức thời một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ bit đặt trước bit : Q. N : IB, QB, MB, SMB, VB, AC, Hằng số. Ngắt tức thời một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ bit đặt trước. * Lệnh tiếp điểm đặc biệt: LAD Mô tả Toán hạng Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp. Nếu dòng cung cấp có tiếp điểm đảo thì nó bị ngắt mạch, nếu không có tiếp điểm đảo thì nó thông mạch. Không có Tiếp điểm chuyển đổi dương cho phép dòng cung cấp thông mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều khiển chuyển từ 0 lên 1 Không có Tiếp điểm chuyển đổi âm cho phép dòng cung cấp thông mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều khiển chuyển từ 1 xuống 0 Không có Tiếp điểm sử dụng bit bộ nhớ đặc biệt tạo dạng sóng vuông tuần hoàn với chu kỳ là 1s ( 0.5s có xung, 0.5s không có xung ) Không có * Lệnh điều khiển Timer: Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều khiển vẫn thường được gọi là khâu trễ. Có ba kiểu Timer của S7-200 phân biệt với nhau ở phản ứng của nó đối với trạng thái tín hiệu đầu vào ( TON, TOF và TONR ). Lệnh TON: Ký hiệu : Các toán hạng : TON : lệnh đếm thời gian tác động đóng trể không nhớ. Txxx: Khai báo xxx kiểu TON định độ phân giải có giá trị tra theo bảng. IN : đầu vào cho phép lệnh đếm thời gian hoạt động. PT : Giá trị đặt trước. Hoạt động : Lệnh TON gồm có giá trị đếm tức thời được nhớ trong thanh ghi 2 byte của Timer (gọi là T-word ) và 1 bit chỉ thị trạng thái logic đầu ra ( gọi là T-bit ). Khi đầu vào IN ở mức logic 1 cho phép lệnh TON hoạt động, giá trị đếm tức thời trong T-word được cập nhật và so sánh với giá trị đặt trước PT đồng thời tăng dần cho đến khi nó đạt giá trị cực đại ( 32.767 ). Nếu giá trị đếm tức thời T-word nhỏ hơn giá trị đặt trước PT , T-bit có giá trị logic là 0. Nếu giá trị đếm tức thời T-word lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị logic 1 Khi đầu vào IN ở mức logic 0, giá trị đếm tức thời T-word sẽ bị Reset xoá về 0. Bảng định độ phân giải lệnh TON: Ví dụ minh hoạ : Sau khoảng thời gian 30 ms kể từ khi I2.0 ở mức logic 1, T-bit chuyển trạng thái từ mức logic 0 lên 1. Lệnh TONR: Ký hiệu : Các toán hạng : TONR : lệnh đếm thời gian tác động đóng trể có nhớ. Txxx : Khai báo xxx kiểu TONR định độ phân giải có giá trị tra theo bảng IN : Đầu vào cho phép lệnh đếm thời gian hoạt động. PT : Giá trị đặt trước. Hoạt động : Lệnh TONR gồm có giá trị đếm tức thời được nhớ trong thanh ghi 2 byte của Timer (Gọi là T-word và 1 bit chỉ thị trạng thái logic đầu ra ( gọi là T-bit ) Khi đầu vào IN ở mức logic 1 cho phép lệnh TONR hoạt động, giá trị đếm tức thời trong T-word được cập nhật và so sánh với giá trị đặt trước PT đồng thời tăng dần cho đến khi nó đạt giá trị cực đại ( 32.767 ). Nếu giá trị đếm tức thời T-word nhỏ hơn giá trị đặt trước PT , T-bit có giá trị logic là 0. Nếu giá trị đếm tức thời T-word lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị logic 1 . Khác với lệnh TON khi đầu vào IN ở mức logic 0, giá trị đếm tức thời T-word sẽ được ghi nhớ và khi đầu vào IN ở mức logic 1 giá trị đếm tức thời T-word sẽ tiếp tục tăng cho đến khi đạt giá trị cực đại hoặc dùng lệnh Reset xoá giá trị đếm tức thời T-word về 0. Bảng định độ phân giải lệnh TONR: Ví dụ minh hoạ : T-bit có giá trị mức logic 1 khi đầu vào I2.1 ở mức logic 1 đủ 100 ms. Lệnh TOF : Ký hiệu : Các toán hạng : TOF : Lệnh đếm thời gian tác động mở trể không nhớ. Txxx: Khai báo xxx kiểu TOF định độ phân giải có giá trị tra theo bảng. IN : đầu vào cho phép lệnh đếm thời gian hoạt động. PT : Giá trị đặt trước. Hoạt động : Lệnh TOF gồm có giá trị đếm tức thời được nhớ trong thanh ghi 2 byte của Timer( gọi là T-word và 1 bit chỉ thị trạng thái logic đầu ra( gọi là T-bit ) Khi đầu vào IN ở mức logic 1, T-bit có giá trị logic 1 cho đến khi đầu vào IN xuống mức logic 0, khi đó cho phép lệnh TOF hoạt động, giá trị đếm tức thời trong T-word được cập nhật và so sánh với giá trị đặt trước PT đồng thời tăng dần cho đến khi nó đạt giá trị bằng giá trị đặt trước PT. Nếu giá trị đếm tức thời T-word nhỏ hơn giá trị đặt trước PT , T-bit có giá trị logic là 1. Nếu giá trị đếm tức thời T-word bằng giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị logic 0. Ví dụ minh hoạ : Khi đầu vào I0.0 xuống mức logic 0, sau thời gian định trước là 30 ms T-bit sẽ chuyển trạng thái sang mức logic 0. * Lệnh điều khiển Counter : Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sườn xung trong S7-200. Các bộ đếm thường được chia làm 3 loại : bộ đếm lên ( CTU ), bộ đếm xuống ( CTD ) và bộ đếm lên xuống (CTUD). Lệnh CTU : Ký hiệu : Các toán hạng : CTU : Lệnh đếm lên tác động sườn lên. Cxxx : Khai báo địa chỉ lệnh, với xxx là số nguyên có giá trị từ 0 đến 255. CU ( Count Up) : Đầu vào tác động lệnh đếm lên. R ( Reset ) : Xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0. PV ( Preset Value ) : Giá trị đặt trước, là số nguyên có giá trị đến +32.767. Hoạt động : Bên trong bộ đếm Cxxx có hai thanh ghi là: thanh ghi số đếm và thanh ghi bit. Đầu vào CU tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm tăng một đơn vị từ giá trị hiện hữu. Đầu vào R khi ở mức logic 1 sẽ xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0. Đầu vào giá trị đặt trước PV do người sử dụng đặt vào. Giá trị thanh ghi số đếm luôn được so sánh với gía trị đặt trước PV : Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm nhỏ hơn giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 0 . Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 1. Khi đó sẽ đảo trạng thái các tiếp điểm có địa chỉ Cxxx tương ứng. Lệnh CTUD : Ký hiệu : Các toán hạng : CTUD : Lệnh đếm lên xuống tác động sườn lên. Cxxx : Khai báo địa chỉ lệnh, với xxx là số nguyên có giá trị từ 0 đến 255. CU ( Count Up) : Đầu vào tác động lệnh đếm lên. CD ( Count Down) : Đầu vào tác động lệnh đếm xuống. R ( Reset ) : Xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0. PV ( Preset Value ) : Giá trị đặt trước, là số nguyên có giá trị từ -32.768 đến +32.767. Hoạt động : Bên trong bộ đếm Cxxx có hai thanh ghi là: thanh ghi số đếm và thanh ghi bit. Đầu vào CU tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm tăng một đơn vị từ giá trị hiện hữu. Đầu vào CD tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm giảm một đơn vị từ giá trị hiện hữu. Đầu vào R khi ở mức logic 1 sẽ xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0. Đầu vào giá trị đặt trước PV do người sử dụng đặt vào. Giá trị thanh ghi số đếm luôn được so sánh với gía trị đặt trước PV : Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm nhỏ hơn giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 0 . Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 1. Khi đó sẽ đảo trạng thái các tiếp điểm có địa chỉ Cxxx tương ứng. Ví dụ minh hoạ Tác động đầu vào I4.0 một xung làm thanh ghi số đếm tăng 1 đơn vị. Tác động đầu vào I3.0 một xung làm thanh ghi số đếm giảm1 đơn vị. Khi thanh ghi số đếm bằng hoặc lớn hơn giá trị PV=4, thanh ghi bit bằng 1. Tác động đầu vào I2.0 mức logic 1 sẽ xoá thanh ghi số đếm về 0. Lệnh CTD : Ký hiệu : Các toán hạng : CTD : Lệnh đếm xuống tác động sườn lên. Cxxx : Khai báo địa chỉ lệnh, với xxx là số nguyên có giá trị từ 0 đến 255. CD ( Count Down) : Đầu vào tác động lệnh đếm xuống. LD ( Load ) : Nạp giá trị PV vào thanh ghi số đếm. PV ( Preset Value ) : Giá trị đặt trước, là số nguyên. Hoạt động : Bên trong bộ đếm Cxxx có hai thanh ghi là: thanh ghi số đếm và thanh ghi bit. Đầu vào CD tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm giảm một đơn vị từ giá trị hiện hữu. Đầu vào LD khi ở mức logic 1 sẽ nạp giá trị PV vào thanh ghi số đếm. Đầu vào giá trị đặt trước PV do người sử dụng đặt vào. Giá trị thanh ghi số đếm luôn được so sánh với gía trị đặt trước PV : Nếu còn giá trị trong thanh ghi số đếm: Thanh ghi bit có mức logic là 0 . Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm giảm về 0 và không giảm nữa: Thanh ghi bit có mức logic là 1. Ví dụ minh hoạ : - Tác động đầu vào I1.0 mức logic 1 sẽ nạp giá trị PV=3 vào thanh ghi số đếm, lúc này thanh ghi bit sẽ xuống mức logic 0. - Tác động đầu vào I3.0 một xung sẽ làm giảm giá trị thanh ghi số đếm một đơn vị, khi thanh ghi giá trị số đếm bằng 0, thanh ghi bit ở mức logic 1. *Lệnh so sánh : Khi lập trình nếu các quyết định về điều khiển được thực hiện dựa trên kết quả của việc so sánh thì có thể sử dụng lệnh so sánh theo byte, từ hay từ kép của S7-200. LAD sử dụng lệnh so sánh để so sánh các giá trị của byte, từ và từ kép ( giá trị thực hoặc nguyên). Những lệnh so sánh thường là : so sánh nhỏ hơn hoặc bằng, so sánh bằng và so sánh lớn hơn hoặc bằng. Khi so sánh giá trị của byte thì không cần phải để ý đến dấu của toán hạng, ngược lại khi so sánh các từ hoặc từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng là bit cao nhất trong từ hoặc từ kép. Ví dụ : 7FFF>8000 và 7FFFFFFF>80000000. Biểu diễn các lệnh so sánh trong LAD. LAD Mô tả Toán hạng Lệnh so sánh theo kiểu Byte ( từ ) được dùng để so sánh hai giá trị IN1 và IN2. Trong lệnh so sánh theo kiểu Byte bao gồm : IN1==IN2, IN1 >=IN2, IN1IN2, IN1 IN2. Tiếp điểm đóng nếu phép so sánh là đúng Byte được so sánh dạng không dấu. Toán hạng đầu vào : IB, QB, MB, SMB, VB, SB, LB, AC, hằng số. Lệnh so sánh theo kiểu số nguyên được dùng để so sánh hai giá trị IN1 và IN2. Trong lệnh so sánh theo kiểu số nguyên bao gồm : IN1==IN2, IN1 >=IN2, IN1IN2, IN1 IN2. Tiếp điểm đóng nếu phép so sánh là đúng Số được so sánh dạng có dấu. Toán hạng đầu vào : IW, QW, MW, SMW, VW, SW, LW, AC, T, C, hằng số. Lệnh so sánh theo kiểu Double Word ( từ kép ) được dùng để so sánh hai giá trị IN1 và IN2. Trong lệnh so sánh theo kiểu số nguyên bao gồm : IN1==IN2, IN1 >=IN2, IN1IN2, IN1 IN2. Tiếp điểm đóng nếu phép so sánh là đúng Số được so sánh dạng có dấu. Toán hạng đầu vào : ID QD, MD, SMD, VD, SD, LD, AC, hằng số. * Lệnh MOVE: Trong S7_200 có các hàm Move sau: Move_B: Di chuyển các giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Byte Move_W: Di chuyển các giá trị nguyên cho nhau trong giới hạn 1 Word Move_DW: Di chuyển các giá trị nguyên cho nhau trong giới hạn 1 DWord Move_R: Di chuyển các giá trị thực cho nhau trong giới hạn 1 Dint * Move_B: EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, Constant, *VD, *LD, *AC OUT Ngõ ra VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *LD, *AC Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép, lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT * MOVE W EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AIW, Constant, AC, *VD, *AC, *LD OUT Ngõ ra: VW, T, C, IW, QW, SW, MW,SMW, LW, AC, AQW, *VD, *AC, *LD Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT * MOVE_DW EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, HC, &VB, &IB, &QB, &MB, &SB, &T, &C, &SMB, &AIW, &AQW AC, Constant, *VD, *LD, AC OUT Ngõ ra: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT *MOVE_R EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, Constant, *VD, *LD, *AC, *LD OUT Ngõ ra: VD, ID, QD, MD, SD,SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC, *LD khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT Các tín hiệu ngõ vào cũng như ngõ ra của các lệnh Move phải được chọn đúng loại theo đã định như vùng định Dword đối với Move_R và Move_DW… Nếu chọn sai định dạng sai thì chương trình biên dịch cũng bị sai. *Lệnh xoay vòng bit và dịch chuyển dữ liệu : Trong lập trình nếu cần ta có thể dùng các lệnh điều khiển dữ liệu nhằm mục đích điều khiển chương trình linh hoạt hơn, đáp ứng được yêu cầu thực tế tự động điều khiển. Biểu diển lệnh : LAD Mô tả Toán hạng Lệnh xoay vòng thanh ghi theo kiểu BIT : Khi đầu vào EN có một xung sẽ cho phép nhập dữ liệu từ đầu vào DATA vào thanh ghi dịch S_BIT . N số Bit trong thanh ghi dịch sẽ được nhập vào bit nhớ đặc biệt SM1.1 Các toán hạng: DATA, S_BIT : I, Q, M, SM, T, C, V, S, L N : VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, hằng số Lệnh dịch chuyển dữ liệu theo kiểu Byte : Khi đầu vào EN ở mức logic 1 dữ liệu từ đầu vào IN sẽ được xuất ra đầu ra OUT theo kiểu Byte. Toán hạng đầu vào IN : VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, hằng số. Toán hạng đầu ra OUT: VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC 5. CÁC MODUL MỞ RỘNG CPU 224 cho phép mở rộng nhiều nhất 7 modul, các modun mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200. Có thể mở rộng cổng vào / ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên phải CPU, làm thành một móc xích . Địa chỉ của các vị trí của modul được xác định bằng kiểu vào / ra và vị trí của modul trong móc xích, bao gồm các modul có cùng kiểu . Ví dụ như một modul cổng ra không thể gán địa chỉ của một modul cổng vào, cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một modul số và ngược lại. Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chổ trong bộ đệm, tương ứng với số đầu vào / ra của modul. Sau đây là một ví dụ cách đặt địa chỉ trong các modul mở rộng trên CPU 224: 5.1MODUL MỞ RỘNG VÀO / RA SỐ : Modul số mở rộng EM 223 loại 8 đầu vào / 8 đầu ra: Ở loại này cũng có hai loại cấp nguồn vào / ra : -Loại EM 223 DI8 / DO8 X DC 24V : 8 đầu vào được cấp nguồn 24 VDC ( tối đa 30 VDC ) mức logic 1 điện áp vào phải đạt tối thiểu 15 VDC, mức logic 0 điện áp vào tối đa là 5VDC. 8 đầu ra khi ở mức logic 1 điện áp ra tối thiểu là 20VDC, khi ở mức logic 0 điện áp ra tối đa là 0.1 VDC. Sơ đồ nối dây : -Loại EM 223 DI8 / DO8 X DC 24V / RLY : 8 đầu vào được cấp nguồn 24 VDC ( tối đa 30 VDC ) mức logic 1 điện áp vào phải đạt tối thiểu 15 VDC, mức logic 0 điện áp vào tối đa là 5VDC. 8 đầu ra dùng rơ le với các tiếp điểm chịu được điện áp DC từ 5 đến 30V, điện áp AC từ 5 đến 250V. Sơ đồ nối dây : MODUL MỞ RỘNG VÀO / RA TƯƠNG TỰ : EM 235 AI4 / AQ1 X 12 Bit : với 4 đầu vào Analog và một đầu ra Analog. Điện áp đầu vào tối đa 30 VDC. Điện áp ra ± 10V. Sơ đồ đấu dây : Các công tắc từ 1 đến 6 ( DIP ) chọn loại tín hiệu Analog đầu vào. Tất cả các tín hiệu đầu vào được đặt loại tín hiệu Analog và định dạng giống nhau theo bảng dưới: Công tắc 6 chọn đầu vào loại có hoặc không phân cực, công tắc 4 và 5 chọn độ khuếch đại, công tắc 1,2,3 chọn độ suy giảm tín hiệu: Các tín hiệu đầu vào được đưa vào bộ so sánh , mạch chỉnh độ lợi (khuếch đại ) và sau đó đưa vào bộ chuyển đổi ADC thành tín hiệu số Digital 12 bit vào PLC để được xử lý tín hiệu :  Tín hiệu số Digital 12 bit ra được chuyển đổi ngược lại qua mạch DAC thành tín hiệu Analog trước khi được khuếch đại xuất tín hiệu đã được xử lý ra ngoài: CHƯƠNG 2 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC CPU 224 1. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC: CB QUANG CB QUANG CB TỪ CB DUNG XI LANH BĂNG TẢI TRONG MÔ HÌNH GỒM CÓ: Khối nguồn Khối tín hiệu vào PLC Khối tín hiệu ra PLC Khối điều khiển motor (Auto và Manual) PLC S7200, CPU 224 Băng tải Encoder Cảm biến quang Cảm biến từ Xi lanh 2/ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 3. SƠ ĐỒ CHI TIẾC *Khối cách li 5VDC và 24VDC đưa xung Encoder ra PLC: *Khối cảm biến đảo *Khối cảm biến không đảo: *Khối tạo xung PWM (AUTO và MANUAL) 4. Cảm biến: 4.1 Cảm biến từ: MÃ SẢN PHẨM: PR30-DN/DP KÍCH THƯỚC: TRÒN, PHI 30mm KHOẢNG CÁCH PHÁT HIỆN 10mm/15mm, 12-24VDC CÓ 3 DÂY: ĐỎ NỐI NGUỒN 24VDC, ĐEN NỐI GND, TRẮNG TÍN HIỆU RA. 4.2 Cảm biến quang: MÃ SẢN PHẨM : CDR-10X KHOẢNG CÁCH PHÁT HIỆN VẬT : 10cm ĐIỆN ÁP CUNG CẤP : 10VDC ĐẾN 30VDC DÒNG TỐI ĐA : 25 mA NGÕ RA: NPN & PNP, DÒNG 150 Ma CÓ 4 DÂY: XÁM NGUỐN 24VDC, XANH DƯƠNG GND, ĐEN TÍN HIỆU VÀO KHÔNG ĐẢO, TRẮNG TÍN HIỆU VÀO ĐẢO 4.3 Cảm biến dung: MÃ SẢN PHẨM : E2K-X15ME1 KHOẢNG CÁCH PHÁT HIỆN : 15mm NGUỒN CUNG CẤP : 10VDC ĐẾN 30VDC NGÕ RA LOẠI NPN CÓ 3 DÂY:XÁM 24VDC, XANH DƯƠNG GND, ĐEN TÍN HIỆU VÀO CHƯƠNG 3 PHẦN MỀM STEP7- MICROWIN32 1. GIAO DIỆN PHẦN MỀM: - Để một hệ thống PLC có thể thực hiện được một quá trình điều khiển nào đó thì bản thân nó phải biết được nó cần phải làm gì và làm như thế nào. - Việc truyền thông tin về hệ thống ví dụ như quy trình hoạt động cũng như các yêu cầu kèm theo cho PLC người ta gọi là lập trình.Và để có thể lập trình được cho PLC thì cần phải có sự giao tiếp giữa người và PLC. - Việc giao tiếp này phải thông qua một phần mềm gọi là phần mềm lập trình. - Mỗi một loại PLC hoặc một họ PLC khác nhau cũng có những phần mềm lập trình khác nhau. - Đối với PLC S7-200, SIEMEN đó xây dựng một phần mềm để có thể lập trình cho họ PLC loại này. Phần mềm này có tên là STEP7- MicroWIN32.Đây là một phần mềm chạy trên nền Windows 32bit, trải qua nhiều phiên bản khác nhau. Ở đây tập trung nói về STEP7-MicroWIN32 version 4.0. - Ngoài việc phục vụ lập trình cho PLC S7-200, phần mềm này cũng có rất nhiều các tính năng khác như các công cụ gỡ rối, kiểm tra lỗi, hỗ trợ nhiều cách lập trình với các ngôn ngữ khác nhau… - Phần mềm này cũng có xây dựng một phần trợ giúp (Help) có thể nói là rất đầy đủ, chi tiết và tiện dụng. Người dùng có thể tra cứu các vấn đề về PLC S7-200 một cách rất nhanh chóng, rõ ràng và dễ hiểu. - Để có thể thực hiện phần mềm lập trình STEP7- MicroWIN32 ta có 2 cách: Cách 1: Vào Start → Simatic → STEP7- MicroWIN32 V4.0 → STEP7- MicroWIN32. Cách 2: Chạy thông qua biểu tượng trên Desktop. Vựng soạn thảo chương trình Các khối hàm, lệnh Các khối chức năng Công cụ kết nối các lệnh Nút thay đổi trạng thái làm việc của PLC Down load/Upload Nút kiểm tra trạng thái của chương trình. Mở, tạo mới, lưu một CT điều khiển * Một số thành phần quan trọng: - Program Block: Khi click chuột vào nút này ta sẽ trở về được vùng soạn thảo chương trình. Ở vùng này ta có thể thêm bớt các đầu vào/ra, các biến, các lệnh, hàm để thực hiện chương trình điều khiển. - Communications và cách kiểm tra sự kết nối với PLC S7-200: Ở đây ta có thể thay đổi cách mà máy tính truyền thông với PLC S7-200 (PPI, MPI, tốc độ truyền…) hoặc kiểm tra có hay không sự truyền thông giữa máy tính và PLC S7-200 (kiểm tra sự có mặt của PLC hay không). - Symbol Table: Click chuột vào đây, ta sẽ được một bảng mà ở đó ta có thể định nghĩa các tên biến và đặt địa chỉ tương ứng cho các biến đó để có thể dễ nhớ và dễ kiểm tra.Các biến này có thể là các đầu vào/ra, các biến trung gian… - Khối hàm, lệnh: Đây là một trong những thành phần quan trọng nhất của STEP7- MicroWIN32. Nó bao gồm toàn bộ các lệnh và khối hàm của STEP7- Micro WIN32 để có thể tạo được một chương trình điều khiển cho PLC S7-200. Người dùng có thể tìm thấy các lệnh hoặc hàm mình cần dựa trên các nhóm có cùng chức năng mà STEP7- MicroWIN32 đã phân loại sẵn. Trong đó thường dùng nhất là các khối: + Bit Logic: bao gồm các lệnh làm việc với bit và thực hiện các phép toán logic như AND, OR, NOT… + Compare: bao gồm các khối lệnh dùng để so sánh dữ liệu như >, <, =, ≥, ≤... + Interger Math, Floating-Point Math: nhóm lệnh làm việc với số nguyên 16 bit, 32 bit và số thực. Nhóm lệnh này thực hiện các phép toán số học như +, -, *, /… + Move: các khối lệnh dùng để di chuyển dữ liệu từ vùng nhớ này sang vùng nhớ khác của PLC. + Timer: đây là khối lệnh làm việc với các loại timer của S7-200. + Counter: đây là khối lệnh làm việc với các loại timer của S7-200 Ngoài ra còn các khối khác cũng rất quan trọng chúng ta có thể tham khảo thêm ở phần Help của STEP7- MicroWIN32. Để có thể biết một khối hàm hoặc lệnh làm việc như thế nào và điều kiện kèm theo chúng ta chọn khối hàm, lệnh đó và nhấn F1. + Vựng soạn thảo: Đây là vùng mà STEP7- MicroWIN32 dành cho người dùng soạn thảo các chương trình điểu khiển của riêng mình.Ở đây người dùng có thể thêm các lệnh các khối hàm, các cấu trúc điều khiển chương trình tạo các kết nối giữa các câu lệnh để thực thi các nhiệm vụ điều khiển. Có 3 phương pháp hay nói cách khác là 3 ngôn ngữ khác nhau để viết một chương trình điều khiển cho PLC S7-200: + Statement List (STL): lập trình ở dạng danh sách lệnh dựa trên các từ gợi nhớ. + Lader (LAD): lập trình dạng hình thang có dạng như một sơ đồ nguyên lý mạch. + Function Data Block (FDB): lập trình dựa trên các khối logic cơ bản AND, OR… Cũng nên lưu ý sự khác nhau giữa vùng soạn thảo khi dùng ngôn ngữ LAD so với các ngôn ngữ khác. Người dùng có thể thực hiện việc chuyển đổi việc lập trình giữa các ngôn ngữ khác nhau thông qua việc lựa chọn ngôn ngữ lập trình khi vào menu: View à STL hoặc LAD hoặc FDB. Ngoài ra khi soạn thảo chương trình STEP7- MicroWIN32 cũng hỗ trợ người dùng với các thông báo lỗi về cú pháp, về dữ liệu… * Một số thao tác quan trọng: - Có 2 cách để tạo một chương trình mới: + Vào menu File à New. + Dùng biểu tượng trên thanh cụng cụ. - Lưu lại chương trình đó viết bằng cách: + Vào menu File à Save. + Dùng biểu tượng trên thanh công cụ. - Để chèn một network mới: + Click chuột phải vào số thứ tự của network, chọn Insert à Network(s). + Dùng biểu tượng trên thanh công cụ. - Để xoá một network: chọn network + Click chuột phải vào network cần xóa, chọn Delete à Network(s). + Dùng biểu tượng trên thanh công cụ. - Để thêm một lệnh trong chương trình: Chọn vị trí của lệnh trong chương trình: + Tiếp theo chọn Instructions, chọn nhóm lệnh sẽ làm việc, double click vào lệnh cần dùng. + Dùng biểu tượng trên thanh công cụ. - Để PLC S7-200 có thể thực hiện được các chương trình điều khiển, người dùng phải Download chương trình xuống PLC. + Chọn File à Download. Và việc download có phím tắt là Ctrl+D. + Dùng ngay biểu tượng ở trên thanh cụng cụ - Khi trong PLC có sẵn một chương trình, người dùng cần đưa lên để kiểm tra, chỉnh sửa STEP7- MicroWIN32 cũng hỗ trợ việc Upload. + Chọn menu File à Upload. Phím tắt là Ctrl+U. + Dùng biểu tượng ở trên thanh công cụ. Cần phải lưu ý là để Upload hoặc Download chương trình cho PLC thì phải chắc chắn rằng PLC S7-200 đó được kết nối đến máy tính và việc truyền thông với máy tính đó được thiết lập. Hay nó cách khác máy tính phải nhận ra được sự tồn tại của PLC. Nếu không STEP7- MicroWIN32 sẽ báo lỗi. Khi kết nối thành công STEP7- MicroWIN32 sẽ đưa ra bảng thông báo các thành phần sẽ được download xuống PLC. Muốn download được thì phải chuyển PLC về trạng thái dừng (STOP) bằng cách nhấn nút STOP trên thanh công cụ. 2. LẬP TRÌNH TUYẾN TÍNH VÀ CẤU TRÚC: * Dạng tuyến tính: Là phương pháp lập trình mà tất cả các lệnh đều nằm trong một chương trình duy nhất. Các lệnh được sắp xếp theo một thứ tự nhất định để phù hợp với yêu cầu của hệ thống điều khiển. Với cách tổ chức chương trình dạng này nó có đặc điểm thống nhất toàn bộ lệnh trong một khối, có thể quan sát được cùng một lúc nhiều đầu vào/ra nhưng nó chỉ phù hợp với những bài toán không quá nhiều phức tạp, không quá nhiều các đầu vào/ra, không phải xử lý một khối lượng lớn dữ liệu. * Dạng có cấu trúc: - Các lệnh của chương trình sẽ nằm trong các chương trình làm những nhiệm vụ riêng biệt gọi là các chương trình con. - Khi có yêu cầu từ hệ thống, chương trình chính sẽ gọi chương trình con làm nhiệm vụ liên quan và cho phép thực hiện để thực hiện việc điều khiển. 3. CÁC BƯỚC ĐỂ LẬP TRÌNH MỘT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO PLC S7 200 * Bước 1: Phân tích yêu cầu công nghệ. - Phân tích các yêu cầu chung của hệ thống (tức là xác định thành phần nào cần điều khiển, yêu cầu về thời gian, độ chính xác…). - Phân tích thứ tự tác động của các thành phần trong hệ thống. Hay nói cách khác là sự phân biệt thứ tự hoạt động của các thành phần trong hệ thống, cái nào trước, cái nào sau... và sự liên quan giữa chúng. - Phân tích bản chất của từng thành phần để xác định được các điều kiện liên quan mà chỉ phụ thuộc vào bản chất riêng của nó và kết hợp với toàn bộ với những phân tích trước đó để có phương pháp điểu khiển thích hợp. * Bước 2: Lập bảng địa chỉ cho các I/O. - Từ các bước phân tích về công nghệ cho ta biết sẽ có bao nhiêu