Đồ án Khảo sát hệ thống tự động xử lí nước thải của công ty trách nhiệm hữu hạn tàu biển Hyndai-Vinashin

i nóng chảy. +eamax=0.4 nên nó không thể phân tích chất oxi hoá thuỷ ngân có điện thế dương lớn hơn 04V. *Chuyển đổi cực phổ điện cực cứng: -Sử dụng trong môi trường điện cực thuỷ ngân không dùng được, điện cực thường là Au, Ag, Pt, Ni hay điện cực có phủ hỗ hống Hg. Pt T Cu -Dây Pt dài 0,5 mm và dài vài mm hàn vào ống thuỷ tinh để tránh chất bẩn và chất oxy hóa khí hoà tan bám vào dây Pt cần thay đổi cực tính của nó để có một lớp khuyếch tán mỏng ở điện cực đỗi mới lớp điện phân ở đó người ta quay hay vung điện cực, đồng thời khi độ nhạy của điện cực phổ cùng tăng do tăng khuyếch tán Igh : dòng giới hạn Udc : hiệu điện thế của điện cực -Trong một vài trường hợp, loại điện cực cứng không cần nguồn ngoài mà nó dung ngay suất điện động của điện cực để cung cấp tín hiệu cho mạch chuyển đổi. -*Cực phổ vi sai: +Để nâng cao độ nhạy người ta mắc điện cực theo kiểu vi sai gồm hai cực phổ giống nhau. Một chuyển đổi chứa chất làm nền và chất phân tích,. +Nếu không có chất phân tích thì tín hiệu ra bằng 0. Nếu có chất phân tích thì C1 C2 , khi đó tuỳ thuộc vào tỷ lệ thể tích và nồng độ ta xác định ra nồng độ thực. -Cực phổ có điều chế điện áp phân cực +Dùng điện áp xoay chiều trộn với điện áp một chiều. +Khi ghi cực phổ, điện áp một chiều thay đổi từ 1 đến vài vôn, còn điện áp xoay chiều thay đổi 2 đén 5 mV và kông thay đổi trị số cực đại của dòng xoay chiều tương ứng với lúc điện áp bằng thế nữa song U1/2 của chất thải. Từ đường cong dòng điện ta tách thành phần xoay chiều rồi chỉnh lưu rồi lọc song hài, ta sẽ được thành phần dòng điện giống như đường cong cực phổ loại này có thể sử dụng nồng độ liên tục. yk _- + C1 C1 * I u I u1c uxc I 4.Cảm biến điện hoá: a. Khái niệm: -Cảm biến điện hóa là một vật được đặt trong môi trường nghiên cứu nơi xảy ra quá trình trao đổi điện tích giữa các hạt điện tích có mặt trong môi trường và cảm biến. Sự thay đổi năng lượng tự do ở phần biên ( là kết quả của quá trình vận chuyển hạt dẫn ) được cảm biến thu nhận vả truyền qua hệ đo dưới dạng tín hiệu điện (điện thế hoặc dòng điện ). -Các cảm biến điện hóa được chia thành 4 loại: cảm biến điện thế, cảm biến dòng điện, cảm biến chọn loại ion trên cơ sỏ tranzitor hiệu ứng trường (ISFET ). b.Cảm biến điện thế : -Các cảm biến điện thế dựa trên nguyên tắc xác định sự khác nhau về điện thế giữa điện cực đo và điện cực so sánh ( là điện cực có điện thế không đổi và có tính lặp lại khi nó được đặt trong môi trường nghiên cứu ) sự khác nhau về điện thế giữa hai điện cực là hàm của hoạt độ của của các ion trong chất điện phân nơi đặt các cảm biến. Điều kiện hoạt động của các cảm biến điện thế là không có dòng điện trong mạch đo vì thế người ta còn gọi là cảm biến có dòng điền bằng 0. -Định luật Nernst: -Giả sử C1 và P1 là nồng độ và áp suất thẫm thấu của chất oxy hoá, C2 và P2 là nồng độ và áp suất thẫm thấu của chất khử. Nếu P1 > P2 thì phản ứng chiếm ưu thế là phản ứng oxy hoá bởi vậy trên điện cực sẽ xuất hiện điện tích dương có giá trị giới hạn bởi vì công W do phản ứng này cung cấp sẽ bị bù trừ hoàn toàn với công cần phải sinh ra để lâys từ điện cực dương một điện tử mang điện tích âm. W = E.q W : Công do phản ứng cung cấp E : Thế cân bằng q : Điện tích của điện tử -Người ta chứng minh: R: Hằng số điện môi E :Thế cân bằng q : Hằng số Faraday ( F = 96493 ) -nguyên lý chung: -Đo điện thế là phương pháp dựa trên việc đo sự khác nhau vè điện thế giữa hai điện cực đặt trong một dung dịch thế của một điện cực là hàm của nồng độ ion có trong dung dịch cho nên đo điện thế của các điện cực xác định nồng độ dung dịch hoặc theo dõi sự thay đổi của các nồng độ trong quá trình diễn ra phản ứng hoá học. -Phản ứng oxy hóa khử là phản ứng trao đổi điện tử theo phương trình : (1) (2) Red OX +ne -Trong đó OX là chất oxy hoá, Red là chất khử theo hướng (1) chất nhận điện tử đóng vai trò chất oxy hoá và nó bị khử. Theo hướng (2) chất nhường điện ttử đóng vai trò chất khử và nó bị oxy hoá. Khi nhúng một điện cực không bị ăn mòn vào dung dịch oxy hoá khử các điện tử được trao đổi giữa điện cực và dung dịch gây nên phản ứng ứng điên hoá sau một thời gian sẽ đạt trạng thái cân bằng, tốc độ của hai phản ứng (1) và (2) sẽ bằng nhau. -Vào thời điểm này thành phần dung dịch ở gần điện cực sẽ không đổi nữa và điện cực đạt đến thế cân bằng E. Điện cực đo độ PH: Độ PH ( logarit của hoạt độ của các ion H+ ) thể hiện tính axit của dung dịch. Trên thực tế việc đo độ PH được tiến hành trên nhiều lĩnh vực khác nhau như công nghiệp hoá học, nông nghiệp, xử lý nước thải… Năm 1904 Habel nhận thấy một số loại thuỷ tinh ( có thành phần xác định ) là chất dẫn địên yếu, điện thế phân cách của một màng thuỷ tinh dẫn điện dung nước phụ thuộc vào độ PH của dung dịch và tuân theo định luật Nernst: E : Điện thế chuẩn của điện cực ( với một điện cực so sánh trước) aH+ : hoạt độ của ion H+ -Điện cực màng thuỷ tinh có thành phần là một màng mỏng hình cầu hình trụ hoặc hình côn làm từ thuỷ tinhcó thành phần đặc biệt , màng được hàn với một ống thuỷ tinh có điện trở cao, thể tích bên trong của điện cực ( màng hình cầu )chứa dung dịch có độ PH đã biết trước ( thường PH gần bằng 7 ) trong đó có đặt phần tử so sánh nội. Để đo đọ PH chỉ cần đặt điện cực thuỷ tinh vào trong dung dịch và đo hiệu điện thế xuất hiện giữa phần tử so sành nội của nó với điện cực so sánh cùng nằm trong dung dịch này. Điện cực thuỷ tinh và điện cực so sánh được nối với một PH- met, thực PH- met là một mili vôn kế có trở kháng đầu vào rất lớn ( Ze 1012 ) kết hợp với một mạch chuyển đổi tín hiệu điện thế thành tín hiệu số theo đơn vị PH. Nếu tính đến các phần tử khác nhau có mặt trong cấu trúc đo thì hiệu điện thế giữa điện cực thuỷ tinh và điện cực so sánh được viết dưới dạng: E Ess2 điện cực so sánh Ess1 phần tử so sánh nội Dung dịch điền đầy (độ PH đã biết) Màng thuỷ tinh hình cầu Hinc+ Ess1 : Điện thế của phần tử so sánh nội của điện cực thuỷ tinh Ess2 : Điện thế của điện cực so sánh Ej : Điện thế của chuyển tiếp lỏng tồn tại giữa dung dịch điền đầy điện cực so sánh và dung dịch nghiên cứu Eas : Điện cực bất đối xứng của màng thuỷ tinh PHẦN 3 : TỔNG QUAN VỀ PLC S7-300 1. TỔNG QUAN VỀ PLC S7-300 1.1. Lịch sử phát triển PLC -Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được sáng tạo ra từ ý tưởng ban đầu của một nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motors vào năm 1968 nhằm thay thế những mạch điều khiển bằng Rơle và thiết bị điều khiển rời rạc cồng kềnh. -Đến giữa thập niên 70, công nghệ PLC nổi bật nhất là điều khiển tuần tự theo chu kỳ và theo bit trên nền tảng của CPU. Thiết bị AMD 2901 và AMD 2903 trở nên ngày càng phổ biến. Lúc này phần cứng cũng phát triển: bộ nhớ lớn hơn, số lượng ngõ vào/ra nhiều hơn, nhiều loại module chuyên dụng hơn. Vào năm 1976, PLC có khả năng điều khiển các ngõ vào/ra ở xa bằng kỹ thuật truyền thông, khoảng 200 mét. -Đến thập niên 80, bằng sự nỗ lực chuẩn hóa hệ giao tiếp với giao diện tự động hóa, hãng General Motors cho ra đời loại PLC có kích thước giảm, có thể lập trình bằng biểu tượng trên máy tính cá nhân thay vì thiết bị lập trình đầu cuối chuyên dụng hay lập trình bằng tay. -Đến thập niên 90, những giao diện phần mềm mới có cấu trúc lệnh giảm và cấu trúc của những giao diện được cung cấp từ thập niên 80 đã được đổi mới. -Cho đến nay những loại PLC có thể lập trình bằng ngôn ngữ cấu trúc lệnh (STL), sơ đồ hình thang (LAD), sơ đồ khối (FBD). -Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất PLC như: Siemens, Allen-Bradley, General Motors, Omron, Mitsubishi, Festo, LG, GE Fanuc, Modicon… -PLC của Siemens gồm có các họ: Simatic S5, Simatic S7, Simatic S500/505. Mỗi họ PLC có nhiều phiên bản khác nhau, chẳng hạn như: Simatic S7 có S7-200, S7-300, S7-400… Trong đó mỗi loại S7 có nhiều loại CPU khác nhau như S7-300 có CPU 312, CPU 314, CPU 316, CPU 315-2DP, CPU 614… 1.2. Vai trò của PLC -Trong hệ thống điều khiển tự động hóa PLC được xem như một trái tim, với chương trình ứng dụng được lưu trong bộ nhớ của PLC. Nó điều khiển trạng thái của hệ thống thông qua tín hiệu phản hồi ở đầu vào, dựa trên nền tảng của chương trình logic để quyết định quá trình hoạt động và xuất tín hiệu đến các thiết bị đầu ra. PLC có thể hoạt động độc lập hoặc có thể kết nối với nhau và với máy tính chủ thông qua mạng truyền thông để điều khiển một quá trình phức tạp. 1.3. Ưu thế của việc dùng PLC trong tự động hóa Thời gian lắp đặt ngắn. Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển mà không gây tổn thất. Thời gian huấn luyện sử dụng ngắn, bảo trì dễ dàng. Độ tin cậy cao, chuẩn hóa được phần cứng điều khiển.Thích ứng trong các môi trường khắc nghiệt như: nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, điện áp thay đổi,… -Rõ ràng so với hệ thống điều khiển dùng Rơle thì hệ thống điều khiển dùng PLC có ưu thế tuyệt đối về khả năng linh động, mềm dẻo, và hiệu quả giải quyết bài toán cao. 1.4. Phần cứng của PLC S7-300 -PLC S7-300 được thiết kế theo kiểu module. Các module này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Việc xây dựng PLC theo cấu trúc module rất thuận tiện cho việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và dễ dàng cho việc mở rộng hệ thống. Số các module được sử dụng nhiều hay ít tùy theo từng ứng dụng, song tối thiểu bao giờ cũng có một module chính là module CPU. Các module còn lại là những module truyền và nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển bên ngoài, các module chức năng chuyên dụng… Chúng được gọi chung là các module mở rộng. Các module mở rộng gồm có: Module nguồn (PS). Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra (SM), gồm có: DI, DO, DI/DO, AI, AO, AI/AO. Module ghép nối (IM). Module chức năng điều khiển riêng (FM). Module phục vụ truyền thông (CP). Hình IV.1: Caáu truùc cuûa PLC S7-300 1.4.1. Module nguồn PS307 của S7-300 -Module PS307 có nhiệm vụ chuyển đổi nguồn xoay chiều 120/230V thành nguồn một chiều 24V để cung cấp cho các module khác của PLC. Ngoài ra còn có nhiệm vụ cung cấp nguồn cho các cảm biến và các cơ cấu tác động có công suất nhỏ. -Module nguồn thường được lắp đặt bên trái hoặc phía dưới của CPU tùy theo cách lắp đặt theo bề ngang hoặc theo chiều dọc. -Module nguồn PS307 có 3 loại: 2 A, 5A và 10 A. -Mặt trước của module nguồn gồm có: Một đèn Led báo hiệu trạng thái điện áp ra 24 V. Một công tắc dùng để bật / tắt điện áp ra. Một nút dùng để chọn điện áp đầu vào là 120 VAC hoặc 230VAC. -Mặt sau của module gồm có các lỗ dùng để nhận điện áp vào và ra. 1.4.2. Khối xử lí trung tâm (CPU) -Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thời, bộ đếm và cổng truyền thông (RS485)… và có thể có một vài cổng vào/ra số. Các cổng vào ra số này được gọi là cổng vào ra onboard. -Trong họ PLC S7-300 các module CPU được đặt tên theo bộ vi xử lí có trong nó, như : module CPU312, module CPU314, module CPU315,… -Ngoài ra còn có các module được tích hợp sẵn cũng như các khối hàm đặt trong thư viện của hệ điều hành phục vụ cho việc sử dụng các cổng vào /ra onboard, được phân biệt bằng cụm chữ cái IFM (Intergrated Function Module). Ví dụ module CPU312 IFM, module CPU314 IFM… Bên cạnh đó còn có loại CPU với hai cổng truyền thông, trong đó cổng thứ hai có chức năng chính là phục vụ nối mạng phân tán và kèm theo phần mềm tiện dụng tích hợp sẵn trong hệ điều hành. Các loại module CPU này được phân biệt bằng cách thêm cụm từ DP (Distributed port) trong tên gọi. Ví dụ: module CPU315-2DP, module CPU316-2DP. 1.4.3. Module mở rộng cổng tín hiệu: -Digital Input Module: Module mở rộng các cổng vào số, có nhiệm vụ nhận các tín hiệu số từ các thiết bị ngoại vi vào vùng đệm để xử lí, gồm có các module sau: SM 321 DI16xAC120 V SM 321 DI16xDC24 V SM 321 DI16x24VDC, interrupt SM 321 DI8xAC120/230V SM 321 DI32xDC24V,… -Digital Output Module: Module mở rộng các cổng ra số, có nhiệm vụ xuất các tín hiệu từ vùng đệm xử lý ra thiết bị ngoại vi, một số loại module ra số: SM 322 DO16xAC120V/0.5A SM 322 DO16xDC24V/0.5A SM 322 DO 8xAC120/230V/1A, … -Digital Input/ Output Module: module mở rộng các cổng vào/ra số. Tích hợp nhiệm vụ của hai loại module trên. Gồm có các loại sau: SM 323 DI16/DO16x24V/0.5A SM 323 DI8/DO8x24V/0.5A SM 323 DI8/DO8xDC24V/0.5A… -Analog Input Module: Module mở rộng các cổng vào tương tự, có nhiệm vụ chuyển các tín hiệu tương tự từ bên ngoài thành các tín hiệu số để xử lý bên trong S7-300. Gồm các loại module sau: SM 331 AI2x12bit SM 331 AI8x12bit SM 331 AI8x16bit… -Analog Output Module: Module mở rộng các cổng ra tương tự, có nhiệm vụ chuyển các tín hiệu số bên trong S7-300 thành các tín hiệu tương tự để phục vụ cho quá trình hoạt động của các thiết bị bên ngoài. Gồm các loại module sau: SM 332 AO2x12bit SM 332 AO4x12bit SM 332 AO4x16bit… -Analog Input/Output Module: là module tích hợp nhiệm vụ của hai loại trên. Gồm có: SM 334 AI4/AO2 SM 334 AI4/AO2x12bit SM 334 AI4/AO4x14/12bit… 1.4.4. Module ghép nối (Interface module-IM): -Là loại module chuyên dụng có nhiệm vụ ghép nối từng nhóm module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi một module CPU. Một module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 racks và các racks này phải được nối với nhau bằng module IM. Module IM gồm có các loại: IM 360 IM 361 IM 365 1.5. Tổ chức bộ nhớ CPU của PLC S7-300 -Bộ nhớ của CPU bao gồm các vùng nhớ sau: Vùng nhớ chứa các thanh ghi. Vùng System Memory. Vùng Load Memory. Vùng Work Memory. -Kích thước của các vùng nhớ này tùy thuộc vào chủng loại của từng module CPU. -System Memory: là vùng nhớ chứa các bộ đệm vào ra số (I, Q), các biến cờ (M), thanh ghi T-Word, PV, T-bit của Timer và thanh ghi C-Word, PV, C-bit của Counter. Systerm memory Boä ñeäm ra soá Q Boä ñeäm vaøo soá I Vuøng nhôù côø M Timer T Counter C Work memory · Logic block · Data block · Local block, Stack Load memory · User program (EEPROM) · User program (RAM) ACCU1 ACCU2 Accumulator AR1 AR2 Address register DB (share) DI (instance) Data block register Status Status word Hình IV.2: Tổ chức bộ nhớ trong CPU -Load Memory: là vùng nhớ chứa chương trình ứng dụng do người sử dụng viết, bao gồm tất cả các khối chương trình ứng dụng OB, FC, FB, các khối chương trình trong thư viện hệ thống được sử dụng (SFC, SFB), các khối dữ liệu DB. Vùng nhớ này được tạo bởi một phần bộ nhớ RAM của CPU và EEPROM. -Work Memory: là vùng nhớ chứa các khối DB đang được mở, khối chương trình (OB, FC, FB, SFC, SFB) đang được CPU thực hiện và phần bộ nhớ cấp phát cho những tham số hình thức để các khối chương trình này trao đổi tham trị với hệ điều hành và với các khối chương trình khác (local block). 1.6. Vòng quét chương trình -PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (Scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ cổng vào số tới vùng đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 (Block End). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Truyền thông và kiểm tra nội bộ chuyển dữ liệu từ cổng vào tới I Thực hiện chương trình Chuyển dữ liệu từ Q tới cổng ra Vòng quét Hình IV.3: Vòng quét chương trình -Thời gian cần thiết để PLC thực hiện một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan time). Thời gian vòng quét không cố định mà tùy thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện và khối lượng dữ liệu được truyền thông trong vòng quét đó. -Đối với các cổng vào ra tương tự không liên quan tới bộ đệm I và Q nên các lệnh truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộ đệm. 1.7. Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng -Trong trạm PLC luôn có sự trao đổi dữ liệu giữa CPU với các module mở rộng thông qua bus nội bộ. Ngay tại đầu vòng quét, các dữ liệu tại cổng vào của các module số (DI) sẽ được CPU chuyển tới bộ đệm vào số (process image input table-I). Cuối mỗi vòng quét, nội dung của bộ đệm ra (process image output table-Q) lại được CPU chuyển tới cổng ra của các module ra số (DO). Việc thay đổi nội dung hai bộ đệm này được thực hiện bởi chương trình ứng dụng. Nếu trong chương trình ứng dụng có nhiều lệnh đọc cổng vào số thì cho dù giá trị logic thực có của các cổng vào này có thể bị thay đổi trong quá trình thực hiện vòng quét, chương trình sẽ vẫn luôn đọc được cùng một giá trị từ I và giá trị đó chính là giá trị của cổng vào có tại thời điểm đầu vòng quét. Cũng như vậy, nếu chương trình ứng dụng nhiều lần thay đổi giá trị cho một cổng ra số thì do nó chỉ thay đối nội dung bit nhớ tương ứng trong Q nên chỉ có giá trị thay đổi cuối cùng mới thực sự đưa tới cổng ra vật lý của module DO. -Khác hẳn với việc đọc/ghi cổng số, việc truy nhập cổng vào/ra tương tự lại được CPU thực hiện trực tiếp với module mở rộng (AI/AO). Như vậy mỗi lệnh đọc giá trị từ địa chỉ thuộc vùng PI (peripheral input) sẽ thu được một giá trị đúng bằng giá trị thực có ở cổng tại thời điểm thực hiện lệnh. -Tương tự khi thực hiện lệnh gửi một giá trị (số nguyên 16 bits ) tới địa chỉ của vùng PQ (peripheral output), giá trị đó sẽ đươcü gửi ngay tới cổng ra tương tự của module. Chæång trçnh æïng duûng (user program) Module AI Module DI Process image input table (I) Module DO Module AO Âoüc/ghi giaïn tiãúp Âoüc træûc tiãúp 0 : 127 256 : 767 Peripheral input PI (64K) Peripheral output PQ (64K) Process imag output table (Q) : : 0 : 127 256 : 767 : : Ghi træûc tiãúp Hình IV.3: Nguyên lý trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng -Tuy nhiên miền địa chỉ PI và PQ lại được cung cấp nhiều hơn là số các cổng vào/ra tương tự có thể có của một trạm. Điều này tạo khả năng kết nối các cổng vào/ra số với những địa chỉ dôi ra đó trong PI/PQ giúp chương trình ứng dụng có thể truy nhập trực tiếp các module DI/DO mở rộng để có được giá trị tức thời tại cổng mà không cần thông qua bộ đệm I và Q. 1.8. Cấu trúc chương trình -PLC S7-300 có thể được lập trình theo hai dạng cấu trúc sau: 1.8.1. Lập trình lập tuyến -Lập trình lập tuyến là phương pháp lập trình mà trong đó toàn bộ chương trình ứng dụng sẽ chỉ nằm trong một khối OB1. Cấu trúc này có ưu điểm là gọn, rất phù hợp với những bài toán điều khiển đơn giản, ít nhiệm vụ. Lệnh 2 Lệnh 1 Lệnh cuối cùng Vòng quét OB1 Hình IV.4 :Lập trình tuyến tính 1.8.2. Lập trình cấu trúc -Lập trình cấu trúc là phương pháp lập trình mà trong đó chương trình được chia thành những phần nhỏ với từng nhiệm vụ riêng và các phần này nằm trong những khối chương trình khác nhau, tương tự như việc thực hiện chương trình con. Cấu trúc này phù hợp với những bài toán điều khiển nhiều nhiệm vụ, phức tạp và thường sử dụng các khối cơ bản sau: -Khối OB (Orgnization block): là khối tổ chức và quản lý chương trình điều khiển. Có nhiều loại khối OB với những chức năng khác nhau. Chúng được phân biệt với nhau bằng một số nguyên đi sau nhóm ký tự OB. Ví dụ: OB1, OB3, OB40,… -Khối FC (Program block): khối chương trình với những chức năng riêng giống như một chương trình con hoặc một hàm. Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối FC và các khối FC này được phân biệt với nhau bằng một số nguyên theo sau nhóm ký tự FC. Ví dụ: FC1, FC2,.. -Khối FB (Function block): là loại khối FC đặc biệt có khả năng trao đổi một lượng dữ liệu lớn với các khối chương trình khác. Các dữ liệu này phải được tổ chức thành khối dữ liệu riêng có tên gọi là Data block. Trong một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối FB và các khối FB này cũng được phân biệt với nhau bằng một số nguyên theo sau nhóm ký tự FB. Ví dụ: FB1, FB2,.. -Khối DB (Data block): là khối chứa các dữ liệu cần thiết để thực hiện chương trình. Các tham số của khối do người sử dụng tự đặt. Trong một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối DB và các khối DB này cũng được phân biệt với nhau bằng một số nguyên theo sau nhóm ký tự DB. Ví dụ: DB1, DB2,.. Số các lệnh gọi lồng nhau nhiều nhất cho phép tuỳ từng loại CPU FC1 FB2 FC7 FB5 FC3 FB9 Hệ điều hành OB1 Hình IV.5: Lập trình cấu trúcùc -Chương trình trong các khối được liên kết với nhau bằng các lệnh gọi khối, chuyển khối. Xem những phần chương trình trong các khối như là những chương trình con thì S7-300 cho phép gọi chương trình con lồng nhau. Số các lệnh gọi lồng nhau tùy thuộc vào từng chủng loại module CPU. 2. TRUYỀN THÔNG GIỮA CÁC PLC QUA MẠNG MPI SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP 7 2.1 Mạng đa điểm (Multi Point Interface) -MPI là một mạng đa điểm , được tích hợp vào trong mõi PLC của SIMATIC (Hệ thống SIMATIC S7/M7 và C7 ). Nó có thể được sử dụng để nối nhiều thiết bị lập trình và những panel điều khiển hoặc PLC SIMATIC -Mạng được ứng dụng với số lượng đối tác truyền thông nhỏ, lượng dữ liệu trao đổi nhỏ qua dịch vụ truyền thông cơ bản S7 (S7 basic communication) Hình IV.6: Cấu trúc mạng MPI -Mạng MPI có các thông số kỷ thuật sau đây: Số trạm tham gia cực đại : 32 trạm Phương pháp truy cập BUS : Token passing Tốc độ truyền : 19.2 kbit/s, 187.5 kbit/s hoặc 12 Mbit/s Độ dài cực đại của mạng : 50m với RS485 , nếu có bộ lặp là 1100 m , với cáp quang qua OLM >100 kM 2.2 Gán địa chỉ cho mỗi trạm trong mạng MPI -Mỗi trạm tham gia vào mạng MPI đều có một địa chỉ riêng và duy nhất. Nó là một thông số quan trong trong các hàm truyền thông SFC hệ thống. Những hàm này sẽ thực hiện việc truyền thông giữa các PLC qua mạng. -STEP 7 có hổ trợ việc khai báo địa chỉ cho mỗi trạm với giá trị mặc định là 2. Muốn thay đổi địa chỉ MPI cho các trạm, ta nháy kép phiếm chuột trái tại tên của modul CPU tương ứng trong bảng khai báo cấu hình cứng, để vào chế độ đặt tham số làm việc, trong đó ta lại chọn tiếp General \ MPI và sửa lại địa chỉ MPI như hình trên mô tả. 2.3 Thông số chung của những hàm SFC cho truyền thông cơ bản s7 -Thông số vào REQ Thông số vào REQ (được đòi hỏi để kích hoạt) là một thông số điều khiển kiểu level-triggered. Nó được sử dụng để kích khởi công việc (dữ liệu truyền hoặc kết nối bãi bỏ ). Nếu ta gọi SFC cho một công việc mà nó hiện thời không tích cực, ta kích khởi công việc với REQ=1. Nếu không có kết nối đến đối tác truyền thông khi SFC được gọi thời gian đầu tiên, kết nối sẽ được thiết lập trước khi truyền dữ liệu bắt đầu Nếu ta kích khởi một công việc và nó chưa hoàn thành khi ta gọi SFC lại cho công việc tương tự, REQ không ước lượng bởi SFC. Thông số vào REQ_ID (chỉ có ở SFC 65 và SFC 66) -REQ_ID được sử dụng để xác định dữ liệu gửi. Nó được xác định bởi hệ điều hành của CPU gửi, đến hàm SFC 66 "X_RCV" của CPU đối tác truyền thông.Ta đòi hỏi thông số REQ_ID trên trạm nhận khi: Khi ta gọi những hàm SFC 65 "X_SEND" riêng với những REQ_ID khác nhau trên một CPU gửi và truyền dữ liệu đến một đối tác truyền thông Khi ta sử dụng SFC 65 "X_SEND" để gửi dữ liệu đến một đối tác truyền thông từ nhiều CPU gửi riêng. -Bằng cách ước lượng thông số REQ_ID ta có thể lưu dữ liệu nhận trên nhiều vùng nhớ khác. -Thông số ra RET_VAL và BUSY -Những hàm SFC không đồng bộ là những hàm SFC được gọi nhiều hơn 1 lần trước khi chúng hoàn thành công việc ở lần đầu tiên. Nhờ đó mà sự thực hiện một công việc có thể nhiều hơn một hàm SFC được gọi. Đối với những hàm ta đang xét thì thường xảy ra ở các hàm sau: SFC 65 “X_SEND” SFC 67 “X_GET” SEC 68”X_PUT” SFC 69 "X_ABORT -Thông số ra RET_VAL và BUSY là những thông số chỉ ra trạng thái của quá trình thực hiện công việc. Ta xét hai thông số này ở các trường hợp sau: Trường hợp 1 (First call with REQ=1): RET_VAL = W#16#7001 nếu nguồn hệ thống đang tự do và thông số đầu vào là đúng BUSY được đặt Nếu nguồng hệ thống hiện taị đang sử dụng hoặc thông số đầu vào có từ mã lỗi tương ứng được đưa vào trong RET_VAL và BUSY=0 Trường hợp 2 (Gọi hàm trong khi công việc tương tự đang hoạt động), W#16#7002 được đưa ra trong RET_VAL (Đây là lời cảnh báo mà công việc vẫn thực hiện), và BUSY được đặt. Trường hợp 3: Gọi hàm lần cuối cho công việc (the last call for a job): Nếu công việc thực hiện không có lỗi thì RET_VAL=0 và BUSY=0.Nếu một lỗi được tìm thấy ,thì mã lỗi được đưa vào trong RET_VAL và BUSY=0 Bảng dưới cung cấp giá trị có thể có của các thông số ra nếu sự thi hành công việc không hoàn thành sau khi một SFC được gọi. Chú ý: Theo sau mõi lần gọi, ta phải ước lượng thông số ra thích đáng trong chương trình. Mối quan hệ giữa Call, REQ, RET_VAL, và BUSY trong suốt sự thực hiện một công việc như sau: Số lần gọi Lần gọi REQ RET_VAL BUSY 1 Lần gọi đầu 1 W#16#7001 Error code 1 0 2 to (n - 1) Lần gọi trung gian Không thích hợp W#16#7002 1 n Lần gọi cuối Không thích hợp W#16#0000 (exceptions:," SFC 67 "X_GET"), nếu không có lỗi. Mã lỗi nếu có lỗi xuất hiện 0 0 Thông số vào CONT CONT (continue) là một thông số điều khiển. Sử dụng thông số này, ta quyết định có hoặc không có một kết nối trở lại từ đối tác truyền thông sau khi hàm đã hoàn thành công việc. Nếu lựa chọn CONT= 0 vào lần gọi đầu tiên, kết nối trở lại được chấm dứt sau khi dữ liệu truyền hoàn thành. Khi đó kết nối sẵn sàng để dùng cho việc trao