Đồ án Dùng PLC lập trình điều khiển gara ô tô

v/phút. - Dòng điện định mức: 15.5A. - Momen định mức: 9.74kgf-cm. 2.1.2-cảm biến quang 2.1.2.1-Cấu tạo ,nguyên lý hoạt độngcủa cảm biến quang Ÿ Cấu tạo chung cảm các biến quang gồm:có một bộ phát quang và 1 bộ thu quang. -Bộ phát quang có thể sử dụng ánh tia hồng ngoại,ánh sang đỏ,lazer. -Bộ thu quang có thể sử dụng tranzitor quang,diode quang. Ÿ Nguyên lý hoạt động của cảm biến quang như sau:tín hiệu quang từ bộ phát quang không bi cản nó vẫn truyền tới bộ thu bộ thu giữ nguyên trạng thái đầu khi có vật cản đường truyền tín hiệu quang từ bộ phát tới bộ thu,bộ thu sẽ chuyển trạng thái đầu ra. Với yêu câu của bài đề tài ta chọn loại cảm biến quang: Hình ảnh cảm biến quang. E3JK của hãng OMRON có các th ông số kỹ thuật : Cảm biến quang điện thông dụng loại nhỏ, đầu ra rơle, nguồn cấp dải rộng Có sẵn bộ khuếch đại cho phép dải nguồn cấp rộng - Kích thước nhỏ gọn 50 x 50 x 17,4 mm. - Ngõ ra rơ-le với tuổi thọ cao và dòng đóng mở đến 3A, 250 VAC - Loại phản xạ gương với chùm tia phân cực cho phép phát hiện vật thể bóng loáng (dạng gương). 2.1.3-Công tắc hành trình Công tắc hành trình hoat động dựa trên nguyên tắc điều khiển theo đường đi (hay nguyên tắc hành trình). Khi quá trình thay đổi trạng thái làm việc có quan hệ chặt chẽ với vị triscuar các bộ phận động(bàn đạp,mâm cặp..) thì ta có thể dung một thiết bị-gọi là công tắc hành trình,đặt tại những vị trí thích hợp trên đường đi của các bộ phận đó . Khi bộ phận đó di chuyển đến những vị trí này tác động tí công tắc hành trình,coong tắc hành trình sẽ phát những tín hiệu điều khiển hệ thống đến nhưng trạng thái làm việc mới.Ví dụ như đặt các công tắc hành trình cuối cùng để hạn chế hành trình may doa,cầu trục,hạn chế quá trình đóng mở cửa…,hoăc dặt các công tắc hành trình để đảo chiều, giảm tốc độ cho may cắt giấy. Với yêu cầu của đề tài ta sử dụng công tắc hành trình :HL 5050 của hãng OMRON Thông số sản phẩm : -Hãng sản xuất :Omron - Nguồn điện :250VAC, 15A - Tần số tác động: Cơ: 120 lần/phút ; Điện 30 lần/phút - Tốc độ tác động: 5mm/s đến 0.5m/s. - Cách điện: 100MΩ Min’ - Nhiệt độ làm việc: -5 độ C đến 65 độ C - Tuổi thọ: 10 000 000 lần 2.1.4 –Màn hình hiển thị TD 200 Hình ảnh thực tế màn hình hiển thị TD200 của hãng siemen. TD 200 là một thiết bị hiển thị text giao tiếp với người vận hành.Thiết bị này chỉ dung giao tiếp với họ PLC S7 200 TD 200 là một bộ hiển thị có thể giao tiếp trực tiếp với CPU sử dụng cáp RS 485 hoặc module mở rộng EM 277. 2.1.4.1-Một số đặc tính của TD 200 -hiển thị các tin nhắn và các biến của PLC. -Cho phép điều khiển các biến trong chơng trình . -Có khả năng cài đặt thơi gian thực của PLC. -Số dòng hiển thị 2. - Số kí tự hiển thị: Max 40. 2.1.4.2-Các phím chức năng của TD 200 TD 200 có 9 phím bấm chia làm hai loại: phím hệ thông và phím chức năng. + Phím hệ thống gồm có 5 nút:shilf.éc enter,up,down. + Phím chức năng có 4 phím gồm 8 từ F1 đền F8 .Mỗi phím được gắn với 1 bít trong vùng nhớ M của PLC,nghĩa là các phím từ F1 đến F8 được gắn với 1 byte trong vung nhớ M.Khi 1 phím được nhấn thì bít tương ứng sẽ được set,và bit này chỉ được reset bằng chương trình trong PLC. 2.1.4.3-Cổng giao tiếp TD 200 và PLC. Cổng RS485 ,9 chân giao tiếp giữa TD 200 và PLC qua cáp TD/CPU. 2.1.4.4-Nguồn cung cấp Nguồn cung cấp cho TD 200 là 24VDC.Có thể cấp cho TD200 theo 2 cách: -Nguồn cấp chung:cấp nguồn cho TD 200 thông qua cáp TD/CPU(chiều dài 2.5m) - Nguồn cấp riêng : cấp nguồn cho TD 200 thông qua đầu nối bên ngoài TD200 đươc sử dụng khi khoang cach giữa TD200 và CPU lớn hơn 2.5m. Lưu ý không dùng nguồn cấp chung và cấp riêng cùng một lúc như thế sẽ làm hỏng thiết bị. 2.1.4.5-Cáp TD/CPU. Ÿ Sơ đồ cáp nguồn: Ÿ Sơ đồ cáp không có nguồn: 2.1.4.6- Giao tiếp giữa 1 TD200 và 1CPU 2.1.4.7- Giao tiếp giữa nhiều TD200 và nhiều Cpu 2.1.4.8-Lập trình cho TD200 TD200 laø maøn hình giao tieáp vôùi CPU S7_200,maøn hình TD200 laø maøn hình daïng Text cho pheùp ngöôøi söû duïng thay ñoåi döõ lieäu,caûnh baùo khi gaëp söï coá…..Tuy nhieân loaïi maøn hình naøy khoâng coù phaàn meàm chuyeân bieät cho vieäc laäp trình,maø vieäc lieân keát vôùi noù phaûi thoâng qua chöông trình S7_200, Nghóa laø ñeå coù theå lieân keát vôùi TD200 ,Trong chöông trình S7_200 ta phaûi thöïc hieän vieäc ñònh daïng baèng Wizard. Caùc böôùc thöïc hieän Wizard: Bước 1: khởi động chương trình Step 7 microwin,trên thanh menu chọn tool ,chọn TD200 Wizard. Bước 2:chọn ngôn ngữ và kiểu kí tư hiển thị. Bước 3:lựa chọn các chưc năng timer,force,password. Bước 4 :chọn các bit M tương ứng với các phím chức năng và chọn tốc độ giao tiếp giữa PLC và TD200. -Tốc độ giao tiếp giữa PLC và TD200 nên chọn as fast as possible. Bước 5:chọn cửa sổ message và số kí tự hiển thị trên 1 message. Bước 6:chọn vùng sV để định dạng cho TD200 Ta cần quan tâm tới các thông số sau: -Đia chỉ vùng định nghĩa cho các thông số của TD200,vùng này thường chứa 12 byte hay 14 byte(tùy vao kí tự hiển thị trên TD200 ) trong vun nhớ V. -Đia chỉ vùng nhớ hiển thị message trên TD200.Mỗi message có 1 bit tương ứng để cho phép message có được hiển thị hay không.Khi bit được set băng chương trình S7 200 thì message tương ứng sẽ được hiển thị trên TD200.ngược lai khi bit bị reset thì message tương ưng sẽ bị mất. Địa chỉ vung nhớ thông tin cuả message.Mỗi kí tự trên message se có 1 địa chỉ byte tương ứng trên PLC,điêu này có nghĩa la ta muốn hiển thijbao nhiêu kí tự trên message thí ta phai mất đi số byte tương ứng của vung nhớ V trên S7 200 để lưu trữ thông tin của message. Bước 7: tạo các message. Mỗi message có thể có moptj trong các chức năng sau :hiển thi text,hiển thị các biến trên PLC,cho nhập các giá trị vào các biến của chương trình, yêu cầu sự xuất hiện của message. -Message 1 : gồm 40 kí tự bắt dầu từ địa chỉ VB40, bit điều khiển cho hiển thị Message là V14.7. Sau khi định dạng xong Message 1 ta nhấn vào nút next để vào Message 2. Message 2 : gồm 40 kí tự bắt dầu từ địa chỉ VB80, bit điều khiển cho hiển thị Message là V14.6 Muốn hiển thị 1 biến trong PLC ta thực hiện như sau:đặt con trỏ vào vị trí muốn hiển thị sau do nhấn nút Embedded Data. Màn hình xuất hiện như sau: Trên hộp thoại này ta phải khai bao cac phàn sau: -Định dạng dữ liệu: ở đây ta co 3 lựa chọn là không có dữ liệu,dữ liệu dạng word và dữ liệu dạng double. - Kiểu hiển thị là có dấu hoăc không có dấu. -chọn số kí tự hiển thị bên phải dấu chấm. -cho phép nhập giá trị hayhay yeu cầu xác nhận Message hay không. Sau khi khi bao xong thì ta nhấn ok để trở về hôp thoại trước đó. Lúc này hộp thoại sẽ có 4 ô được bôi xám. Tiếp theo muốn nhập vào một biến của chương trình thì ta đặt con trỏ vào vị trí muốn nhập,sau đó nhấn Embedded Data, hộp thoại như trên lại xuât hiện. Như hộp thọai trên; ta chọn kiểu dữ liệu Double Word, kiểu hiển thị Real, có 1 chữ số hiển thị sau dấu chấm, địa chỉ của dữ liệu là VD116. Ngoài ra, muốn nhập giá trị vào biến của chương trình thì ta check vào lựa chon cho phép nhập dữ liệu (User is allowed to edit this data). Sau khi check vào lựa chon thì hộp thoại thông báo cho ta biết bit xác nhận sau nhập dữ liệu (trên hộp thoại là V114.2). Nếu ta muốn người vận hành cần nhập password khi thay đổi biến của chương trình thì ta check vào lựa chọn Should the user edit or data be Password-protected ? Sau khi thực hiện xong các khai báo ta nhấn OK xác nhận và trở về hộp thoại trước đó. Lúc này trên hộp thoại sẽ có thêm 6 ô(tức là 6 byte) bị bôi đen. Lưu ý : khi ta muốn cho hiển thị hay nhập một giá trị vào các biến của PLC thì trước tiên ta phải gắn các giá trị này vào message bằng cách đặt con trỏ vào vị trí thích hợp và nhấn nút Embedded Data trên hộp thoại. Sau đó khai báo kiểu dữ liệu, kiểu hiển thị và các lựa chọn ; TD200 sẽ dành 2byte để lưu những khai báo này -Message 3:yêu cầu người vận hành xác nhận khi Message xuất hiện. Message3 gồm 40 kí tự bắt dầu từ địa chỉ VB120, bit điều khiển cho hiển thị Message là V14.5: Đặt con trỏ vào mũi tên sau do nhấn Embedded Data,một hộp thoại xuất hiện. Ta check và lựa chọn yêu cầu xác nhận,sau đó nhấn ok dể quay về hộp thoại trước. Lúc này trên hộp thoại có 2 ô được bôi đen đây chính là hai byte dung để định nghĩa.và trên hộp thoai cung cho ta bit xác nhận là V158.1,bit nay sẽ đươc set nên 1 khi ta ấn enter để xác nhận Message. -Bước 8 :finish để kết thúc định dạng cho TD200,dể TD200 hoạt động ta phải viết trình điều khiển trên PLC 2.2.1.5- Bộ điều khiển logic khả trình Siemen PLC S7 200 CPU226 Hình ảnh thực tế của PLC S7 200 CPU226 -Nguồn cung cấp: 24 DC- Ngõ vào số: 24 DI DC- Ngõ ra số : 16 DO Relay- Bộ nhớ chương trình: 24KB -Bộ nhớ dữ liệu: 10KB 2 PPI/FREEPORT PORTS  - Điều khiển PID: Có.- Phần mềm: Step 7 Micro/WIN.- Thời gian xử lý 1024 lệnh nhị phân : 0.37ms.- Bit memory/Counter/Timer : 256/256/256.- Bộ đếm tốc độ cao: 6 x 60 Khz.- Bộ đếm lên/xuống: Có.- Ngắt phần cứng: 4.- Số đầu vào/ra có sẵn: 24 DI / 16DO.- Số đầu vào / ra số cực đại ( nhờ lắp ghép thêm Modul số mở rộng: DI/DO/MAX: 128 / 120 / 248 -Số đầu vào / ra tương tự ( nhờ lắp ghép thêm Modul Analog mở rộng: AI/AO/MAX: 28 / 7/ 35 hoặc 0 / 14 / 14.-Kích thước: Rộng x Cao x Sâu : 196 x 80 x 62. 2.1.5.1- Giơí thiệu chung về PLC S7 200 Trước khi có PLC đã có những bộ điều khiển tự động bằng các mạch rơle-công tắc tơ hoạc các rơle số-tương tự không tiếp điểm. Các bộ điều khiển này được gọi là các bộ điều khiển cứng. Khi cần phải được thay đổi hoặc mở rộng chương trình điều khiển thì các bộ điều khiển cứng không đáp ứng được do đó cần thiết kế và chế tạo lại bộ điều khiển để thay thế bộ điều khiển cũ, hoặc ít ra cũng cần thay đổi lại cách ghép nối các phần tử của các bộ điều khiển cũ cho phù hợp với chương trình điều khiển mới. Việc thay đổi như vậy dẫn đến hiệu quả kinh tế bị giảm sút, thời hạn cải tạo thiết bị công nghệ kéo dài. Năm 1969, hang sản xuất ôtô GM đề xuất thiết kế các bộ điều khiển ứng dụng công nghệ điện tử và công nghệ máy tính có khả năng thích ứng với nhiều chương trình điều khiển khác nhau với các điều kiện sau: - Dễ dàng thay đổi được chương trình điều khiển. - Đơn giản cho việc thay đổi và sửa chữa. - Độ tin cậy cao so với các bộ điều khiển cứng truyền thống. - Nhỏ gọn hơn so với các bộ điều khiển truyền thống. - Dữ liệu được gửi ra ở đầu ra phải được đưa tới dụng cụ điều khiển trungtâm. - Giá thành tốt hơn so với các bộ điều khiển rơle. - Đầu vào có khả năng nhận điên áp xoay chiều, điện áp 115V. - Đầu ra có dòng cực tiểu là 2A và điện áp xoay chiều cực tiểu 115V. - Bộ điều khiển phải có khả năng mở rộng các chức năng bằng cách ghép nối thêm các module. Chính vì thế PLC đã ra đời. Do tính thích ứng với nhiều chương trìnhđiều khiểu, việc thay đổi chương trình dễ dàng và không đòi hỏi nhữngchuyên gia lập trình và điều khiển có trình độ chuyên môn cao nên nónhận được nhu cầu rất lớn trong thực tế. PLC sinh ra trên cơ sở côngnghệ của máy tính và vật liệu bán dẫn, có thể giải quyết được các bàitoán điều khiển với nhiều chương trình khác nhau nên ngày càng đượcphát triển và ứng dụng vào tất cả các ngành công nghiệp và dândụng. PLC ngày càng trở nên hoàn thiện và đa năng. Các PLC ngày nay không những có khả năng thay thế hoàn toàn các thiết bị điều khiển logic cổ điển, mà còn có khả năng thay thế các thiết bị điều khiển tương tự. Các PLC được sử dung rộng rãi trong công nghiệp. Ứng dụng của PLC trong công nghiệp. Những PLC đầu tiên được ứng dụng trong công nghiệp ôtô vào năm 1969 ddaxddem lại sự ưu việt hơn hẳn các hệ thống điều khiển trên cơ sở rơle. Các thiết bị này được lập trình dễ dàng, không chiếm nhiều không gian trong các xưởng sản xuất và có độ tin cậy cao hơn các hệ thống rơle. Các ứng dụng của PLC đã nhanh chóng mở rộng ra tất cả các ngành sản xuất công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản chỉ có chức năng đóng mở(ON/OFF)thông thường đến các ứng dụng cho Các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất. Bộ nhớ chương trình Đơn vị điều khiển Khối ngỏ vào Mạch giao tiếp cảm biến Panel lập trình Bộ nhớ dữ liệu . Khối ngỏ ra Mạch công suất & cơ cấu tác động Sơ đồ khối bên trong PLC . Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả trạng thái tín hiệu ở ngõ vào được đưa về từ quá trình điều khiển,thực hiện logic được lập trong chương trình và kích ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng.Với các mạch giao tiếp chuẩn ở khối vào và khối ra của PLC cho phép nó kết nối trực tiếp đến những cơ cấu tác động (actuators) có công suất nhỏ ở ngõ ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu (transducers) ở ngõ vào ,mà không cần có các mạch giao tiếp hay rơle trung gian.Tuy nhiên,cần phải có mạch điện tử công suất trung gian khi PLC điều khiển những thiết bị có công suất lớn. Việc sử dụng PLC cho phép chúng ta hiệu chỉnh hệ thống mà không cần có sự thay đổi nào về mặt kết nối dây;sự thay đổi chỉ là thay đổi chương trình điều khiển trong bộ nhớ thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng.Hơn nữa ,chúng còn có ưu điểm là thời gian lắp đặt và đưa vào hoạt động nhanh hơn so với hệ thống điều khiển truyền thống mà đòi hỏi cần phải thực hiện việc nối dây phức tạp giữa các thiết bị rời. Hai đặc điểm chính dẫn đến sự thành công của PLC đó chính là độ tin cậy cao và khả năng lập trình dễ dàng. Độ tin cậy của PLC được đảm bảo bởi các mạch bán dẫn được thiết kế thích ứng với môi trường công nghiệp. Các mạch vào ra được thiết kế đảm bảo khả năng chống nhiễu, chịu độ ẩm, chịu được dầu, bụi và nhiệt độ cao. Ngày nay, ta có thể thấy PLC có hàng nghìn ứng dụng trong công nghiệp. Chúng được sử dụng trong công nghiệp hóa chất, chế biến dầu, thực phẩm, cơ khí, dược phẩm, dệt may, khai khoáng, giao thông vận tải, hệ thống điều khiển máy công cụ CNC, nhà máy điện hạt nhân…Các PLC có thể được kết nối với máy tính đẻ truyền, thu thập và lưu trữ số liệu bao gồm cả quá trình điều khiển bằng thống kê, quá trình đảm bảo chất lượng, thay đổi chương trình từ xa. Ngoài ra PLC còn được dùng trong hệ thống quản lý năng lượng nhằm giảm giá thành và cải thiện môi trường điều khiển trong các hệ thống phục vụ sản xuất. 2.1.5.1-Cấu trúc PLC PLC viết tắt của Programmable Logic Control, là thiết bị điều khiển logic lập trình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tóan điều khiển thông qua một ngôn ngữ lập trình. PLC gồm ba khối chức năng cơ bản: Bộ vi xử lý, bộ nhớ, bộ vào/ra. Trạng thái ngõ vào của PLC được phát hiện và lưu vào bộ nhớ đệm PLC thực hiện các lệnh logic trên các trạng thái của chúng và thông qua chương trình trạng thái ngỏ ra được cập nhật và lưu trữ vào bộ nhớ đệm sau đó trạng thái ngỏ ra trong bộ nhớ đệm được dùng để đóng mở các tiếp điểm kích hoạt các thiết bị tương ứng, như vậy sự hoạt động của các thiết bị được điều khiển hoàn toàn tự động theo chương trình trong bộ nhớ, chương trình được nạp vào PLC thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng . 2.1.5.2-Các khối chức năng phần cứng của PLC Bộ nhớ chương trình EEPROM tuỳ chọn Bộ nhớ chương trình EPROM Nguồn pin CPU bộ vi xử lý Clock Bộ nhớ hệ thống ROM Bộ nhớ dữ liệu RAM Khối vào ra Mạch cách ly Bộ đệm Bus Địa chỉ Bus Điều khiển Bộ đệm Bộ đệm Mạch chốt Bộ đệm Bộ lọc Pannsel lập trình Bus Dữ Liệu Bus hệ thống (Vào/Ra) Mạch giao tiếp S7 – 200 là thiết bị điều khiển khả trình loại nhỏ của hãng Siemens, có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Các modul này sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối vi xử lý gồm có: CPU 212, CPU 214, CPU 224, CPU 226… Về hình thức bên ngòai, sự khác nhau của hai loại CPU này nhận biết được nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp. -CPU 212 có 8 cổng vào, 6 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng 2 modul mở rộng. -CPU 214 có 14 cổng vào, 10 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng. -CPU 224 214 có 14 cổng vào, 10 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng. S7 – 200 có nhiều loại modul mở rộng khác nhau. Cổng truyền thông : S7 – 200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là 300 đến 38.400. 5 4 3 2 1 9 8 7 6 Hình 2 : Sơ đồ chân của cổng truyền thông Trong đó : Chân Giải thích 1 Đất 2 24 VDC 3 Truyền và nhận dữ liệu 4 Không sử dụng 5 Đất 6 5 VDC (điện trở trong 100Ù) 7 24 VDC (120 mA 8 Truyền và nhận dữ liệu 9 Không sử dụng Để ghép nối S7 – 200 với máy lập trình PG702 hoặc với các loại máy lập trình thuộc họ. PG7xx có thể sử dụng cáp nối thẳng qua MPI .Cáp đó đi kèm theo máy lập trình. Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485. Công tắc chọn chế độ làm việc của PLC Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S7 – 200 có ba vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC. -RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC S7 – 200 sẽ rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN. Nên quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo. STOP cưỡng bức PLC dừng thực hiện chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ Stop. Ở chế độ Stop PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp một chương trình mới. -TERM cho phép máy lập trình tự quyết định một trong các chế độ làm việc cho PLC hoặc ở chế độ RUN hoặc ở chế độ StopChỉnh định tương tự -Điều chỉnh tương tự cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chương trình. Núm chỉnh analog được lắp đặt dưới nắp đậy bên cạnh các cổng ra. Thiết bị chỉnh định có thể quay 270o. Pin và nguồn nuôi bộ nhớ Nguồn nuôi dùng để mở rộng thời gian lưu giữ cho các dữ liệu có trong bộ nhớ. Nguồn pin tự động được chuyển sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng tụ nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất đi. 2.1.5.3- Cấu trúc bộ nhớ: Phân chia bộ nhớ: Bộ nhớ của S7 – 200 được chia thành 4 vùng với một tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Vùng chương trình: là miền nhớ được sử dụng để lưu các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được. Vùng tham số: là miền lưu giữ các tham số như: từ khóa, địa chỉ trạm … cũng như vùng chương trình, vùng tham số thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được. Vùng dữ liệu: dùng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền thông … một phần của vùng nhớ này thuộc kiểu non-volatile. Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ra tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng.Vùng này không kiểu non-volatile nhưng đọc/ghi được. Vùng dữ liệu: Vùng dữ liệu là một vùng nhớ động. Nó có thể được truy nhập theo từng bit, từng byte, từng từ đơn hoặc từng từ kép và được sử dụng làm miền lưu trữ dữ liệu cho các thuật tóan các hàm truyền thông, lập bảng các hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ … Vùng dữ liệu lại được chia thành các miền nhớ nhỏ với các công dụng khác nhau. Chúng được ký hiệu bằng các chữ cái đầu của tên tiếng Anh, đặc trưng cho từng công dụng của chúng như sau: V - Variable memory. I - Input image register. O - Output image register. M - Internal memory. SM - Speacial memory bits. Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte, từng từ đơn (word 2byte) hoặc từ kép (2 word). Địa chỉ truy nhập được qui ước theo công thức: -Truy nhập theo bit: Tên miền (+) địa chỉ byte (+)•(+) chỉ số bit. Ví dụ: V150.4 chỉ bit 4 của byte 150 thuộc miền V. -Truy nhập theo byte: Tên miền (+) B (+) địa chỉ của byte trong miền. Ví dụ: VB150 chỉ 150 thuộc miền V. -Truy nhập theo từ: Tên miền (+) W (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền. Ví dụ: VW150 chỉ từ đơn gồm 2 byte150 và 151 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vai trò byte cao trong từ. -Truy nhập theo từ kép: Tên miền (+) D (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền. Ví dụ: VD150 chỉ từ kép gồm 4 byte150, 151, 152 và 153 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vai trò byte cao và byte 153 là thấp trong từ kép. bit 63 32 31 16 15 8 0 VB150 VB151 VB152 VB153 VD150 Tất cả các byte thuộc vùng dữ liệu đều có thể truy nhập được bằng con trỏ. Con trỏ được định nghĩa trong miền V hoặc các thanh ghi AC1, AC2 và AC3. Mỗi con trỏ địa chỉ chỉ gồm 4 byte (từ kép). Vùng đối tượng: Vùng đối tượng được sử dụng để lưu giữ dữ liệu 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 của thanh ghi của Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào/ra tương tự và các thanh ghi Accumulator (AC). Kiểu dữ liệu đối tượng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu đối tượng chỉ được ghi theo mục đích cần sử dụng của đối tượng đó. 2.1.5.6-Mở rộng ngõ vào ra: Có thể mở rộng ngõ vào/ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên phải của CPU (CPU 224 nhiều nhất 7 modul), làm thành một móc xích, bao gồm các modul có cùng kiểu. Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chỗ trong bộ đệm, tương ứng với số đầu vào/ra của các modul. 2.1. Thực hiện chương trình: PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là một vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng gian đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng lệnh kết thúc (MEND). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là gian đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra. 4.Chuyển dữ liệu 1.Nhập dữ liệu từ bộ đếm ảo từ ngoại vi vào ra ngoại vi bộ đệm ảo 3.Truyền thông 2.Thực hiện và tự kiểm chương tra lỗi trình Hình 6: Vòng quét (scan) trong S7- 200. Như vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý. Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra. Nếu sử dụng các chế độ xử lý ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét. Cấu trúc chương trình của S7 – 200 Có thể lập trình cho S7 – 200 bằng cách sử dụng một trong những phần mềm sau đây: STEP 7 – Micro/DOS STEP 7 – Micro/WIN Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên các máy lập trình họ PG7xx và các máy tính cá nhân (PC). Các chương trình cho S7 – 200 phải 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 được chỉ ra sau đây: -Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND) -Chương trình con là một bộ phận của chương trình. Các chương trình con phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính, đó là lệnh MEND. -Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình. Nếu cần sử dụng chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính MEND. Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính. Sau đó đến các chương trình xử lý ngắt. Bằng cách viết như vậy, cấu trúc chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình sau này. Có thể tự do trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính. 2.2 –Giới thiệu phần mềm step 7 microwin V4.0 2.2.1-Tập lệnh của s7 200 2.2.1.1Lệnh vào / ra. Ÿ Lệnh Load (LD): Lệnh LD nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn xếp, các giá trị còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bit. Toán hạng gồm: I, O, M, SM, V, C, T. Tiếp điểm thường mở sẽ đóng khi ngõ vào PLC có địa chỉ là 1. Dạng LAD Dạng STL LD I0.0 = Q0.0 Lệnh Load Not (LDN): Lệnh LDN nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn xếp, các giá trị còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bit. Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi ngõ vào PLC có địa chỉ là 1 Dạng LAD Dạng STL LDN I0.0 = Q0.0 Các dạng khác nhau của lệnh LD,LDN: STL LAD Mô tả Toán hạng LD n n ┤├ Tiêp điểm thường mở sẽ đóng nếu n=1 n: I, Q, M, SM, (bit) T, C LDN n n ┤/├ Tiêp điểm đóng sẽ mở khi n=1 LDI n n ┤I├ Tiêp điểm thường mở sẽ đóng tức thời nếu n=1 n:1 LDNI n n ┤/I├ Tiêp điểm đóng sẽ mở tức thời khi n=1 OUTPUT (=): Lệnh sao chép nội dung của bit đầu tiên t