Đồ án Nghiên cứu sử dụng biến tần điều khiển tốc độ các máy bơm nước và ổn định áp suất trong đường ống ( SCADA cho trạm bơm nước )

8 - Các dạng khác nhau của lệnh LD, LDN cho STL như sau: LAD Mô tả Toán hạng LD n Lệnh nạp giá trị logic của điểm n vào bit đầu tiên trong ngăn xếp. LDN n Lệnh nạp giá trị logic nghịch đảo của điểm n vào bit đầu tiên trong ngăn xếp. n: I, Q, M, SM, (bit) T, C LDI n Lệnh nạp tức thời giá trị logic của điểm n vào bit đầu tiên trong ngăn xếp. LDNI n Lệnh nạp tức thời giá trị logic nghịch đảo của điểm n vào bit đầu tiên trong ngăn xếp. n:1 - OUTPUT (=): lệnh sao chép nội dung của bit đầu tiên trong ngăn xếp vào bit được chỉ định trong lệnh. Nội dung ngăn xếp không bị thay đổi. + Mô tả lệnh OUTPUT bằng LAD như sau: LAD Mô tả Toán hạng n ─( ) Cuộn dây đầu ra ở trạng thái kích thích khi có dòng điều khiển đi qua n:I,Q,M,SM,T,C (bit) n ─( I ) Cuộn dây đầu ra được kích thích tức thời khi có dòng điều khiển đi qua n: Q (bit) ™ Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm: + SET (S) + RESET (R): Lệnh dùng để đóng và ngắt các điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong LAD, logic điều khiển dòng điện đóng hay ngắt các cuộn dây đầu ra. Khi dòng điều khiển đến các cuộn dây thì các cuôn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm. Trong STL, lệnh truyền trạng thái bit đầu tiên của ngăn xếp đến các điểm thiết kế. Nếu bit này có giá trị bằng 1, các lệnh S hoặc R sẽ đóng ngắt tiếp điểm hoặc một dãy các tiếp điểm (giới hạn từ 1 đến 255). Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi bởi các lệnh này. + Mô tả lệnh S (Set) và R (Reset) bằng LAD: LAD Mô tả Toán hạng S bit n ──( S ) Đóng một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ địa chỉ S-bit S bit n ──( R ) Ngắt một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ S-bit. Nếu S-bit lại chỉ vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xoá bit đầu ra của Timer/Counter đó. S-bit: I, Q, M,SM,T, C,V (bit) n (byte): IB, QB, MB, SMB, VB,AC, hằng số, *VD, *AC Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 29 S bit n ──( SI ) Đóng tức thời một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ địa chỉ S-bit S bit n ──( RI ) Ngắt tức thời một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ địa chỉ S-bit S-bit: Q (bit) n(byte):IB,QB, MB, SMB, VB,AC, hằng số, *VD, *AC + Mô tả lệnh S (Set) và R (Reset) bằng STL: STL Mô tả Toán hạng S S-bit n Ghi giá trị logic vào một mảng gồm n bit kể từ địa chỉ S-bit R S-bit n Xóa một mảng gồm n bit kể từ địa chỉ S- bit. Nếu S-bit lại chỉ vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xoá bit đầu ra của Timer/Counter đó. S-bit: I, Q, M,SM,T, C,V (bit) SI S-bit n Ghi tức thời giá trị logic vào một mảng gồm n bit kể từ địa chỉ S-bit RI S-bit n Xóa tức thời một mảng gồm n bit kể từ địa chỉ S-bit. S-bit: Q (bit) n (byte):IB,QB,MB, SMB, VB,AC, hằng số, *VD, *AC ™ Các lệnh logic đại số Boolean: + Các lệnh tiếp điểm đại số Boolean cho phép tạo lập các mạch logic (không có nhớ). Trong LAD các lệnh này được biểu diễn thông qua cấu trúc mạch, mắc nối tiếp hay song song các tiếp điểm thường đóng hay các tiếp điểm thường mở. Trong STL có thể sử dụng lệnh A (And) và O (Or) cho các hàm hở hoặc các lệnh AN (And Not), ON (Or Not) cho các hàm kín. Giá trị của ngăn xếp thay đổi phụ thuộc vào từng lệnh. + Ngoài những lệnh làm việc trực tiếp với tiếp điểm, S7 – 200 còn có 5 lệnh đặc biệt biểu diễn cho các phép tính của đại số Boolean cho các bit trong ngăn xếp, được gọi là lệnh stack logic. Đó là các lệnh ALD (And Load), OLD (Or Load), LPS (Logic Push), LRD (Logic Read) và LPP (Logic Pop). Lệnh stack logic được dùng để tổ hợp, sao chụp hoặc xoá các mệnh đề logic. LAD không có bộ đếm dành cho Stack logic. STL sử dụng các lệnh stack logic để thực hiện phương trình tổng thể có nhiều biểu thức con. Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 30 Lệnh Mô tả Toán hạng ALD Lệnh tổ hợp giá trị của bit đầu tiên và thứ hai của ngăn xếp bằng phép tính logic AND. Kết quả ghi lại vào bit đầu tiên. Giá trị còn lại của ngăn xếp được kéo lên một bit. Không có OLD Lệnh tổ hợp giá trị của bit đầu tiên và thứ hai của ngăn xếp bằng phép tính logic OR. Kết quả ghi lại vào bit đầu tiên. Giá trị còn lại của ngăn xếp được kéo lên một bit. Không có LPS Lệnh Logic Push (LPS) sao chụp giá trị của bit đầu tiên vào bit thứ hai trong ngăn xếp. Giá trị còn lại bị đẩy xuống một bit. Bit cuối cùng bị đẩy ra khỏi ngăn xếp. Không có LRD Lệnh sao chép giá trị của bit thứ hai vào bit đầu tiên trong ngăn xếp.Các giá trị còn lại của ngăn xếp giữ nguyên vị trí Không có LPP Lệnh kéo ngăn xếp lên một bit. Giá trị của bit sau được chuyển cho bit trước. Không có + AND (A) Lệnh A và O phối hợp giá trị logic của một tiếp điểm n với + OR (O) giá trị bit đầu tiên của ngăn xếp. Kết quả phép tính được đặt lại vào bit đầu tiên trong ngăn xếp. Giá trị của các bit còn lại trong ngăn xếp không bị thay đổi. + Tác động của các phép tính A (And) và O (Or) + AND LOAD (ALD) C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 m C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 m C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Trước (And) Sau Trước (Or) Sau Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 31 + OR LOAD (OR) : Lệnh ALD và OLD thực hiện phép tính logic And và Or giữa hai bit đầu tiên của ngăn xếp. Kết quả của logic này sẽ được ghi lại vào bit đầu trong ngăn xếp. Nội dung còn lại của ngăn xếp được kéo lên một bit. + Tác động của lệnh ALD và OLD VÀO ngăn xếp như sau: + LOGIC PUSH (LPS) + LOGIC READ (LRD) + LOGIC POP (LPP): Lệnh LPS, LRD và LPP là những lệnh thay đổi nội dung bit đầu tiên của ngăn xếp. Lệnh LPS sao chép nội dung bit đầu tiên vào bit thứ hai trong ngăn xếp, nội dung ngăn xếp sau đó bị đẩy xuống một bit. Lệnh LRD lấy giá trị bit thứ hai ghi vào bit đầu tiên của ngăn xếp, nội dung ngăn xếp sau đó được kéo lên một bit. Lệnh LPP kéo ngăn xếp lên một bit. ™ Các lệnh tiếp điểm đặc biệt: + Có thể dùng tiếp điểm đặc biệt để phát hiện sự chuyển tiếp trạng thái của xung (sườn xung) và đảo trạng thái của dòng cung cấp ( giá trị của đỉnh ngăn xếp). LAD sử dụng các tiếp điểm đặc biệt để tác động vào dòng cung cấp. Các tiếp điểm đặc biệt không có toán hạng riêng cùa chính chúng và vì thế phải đặt chúng vào vị trí phía trước của cuộn dây hoặc hộp đầu ra. Tiếp điểm chuyển tiếp dương/âm ( các lệnh sườn trước và sườn sau) có nhu cầu về bộ nhớ, bởi vậy đối với CPU 212 chỉ có thể sử dụng nhiều nhất 128 lệnh và CPU 214 là 256 lệnh. Các lệnh tiếp điểm đặc biệt được biểu diễn như sau trong LAD C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 m C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Trước ALD Sau C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 m C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Trước OLD Sau Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 32 P LAD Mô tả Toán hạng T iếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp có tiếp điểm đảo thì nó bị ngắt mạch, nếu không có tiếp điểm đảo mạch thì nó thông mạch. Không có T iếp 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 cuncung cấp thông mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều khiển chuyển từ 1 xu ống 0 Không có ™ Các 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, Word hay Dword của S7 – 200. + LAD sử dụng lệnh so sánh để so sánh các giá trị của byte, word hay Dword (giá trị thực hoặc nguyên). Những lệnh so sánh thường là: so sánh nhỏ hơn hoặc bằng (=). + Khi so sánh giá trị của byte thí không cần phải để ý đến dấu của toán hạng, ngược lại khi so sánh các từ hay 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. LAD Mô tả Toán hạng n1 n2 ─┤==B├─ n1 n2 ─┤==I├─ n1 n2 ─┤==D├─ n1 n2 ─┤==R├─ Tiếp điểm đóng khi n1=n2 B = byte I = Integer = Word D = Double Integer R = Real n1, n2(byte): VB, IB, QB, MB, SMB, AC, Const, *VD, *AC ( ) N ( ) P ( ) NOT Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 33 n1 n2 ─┤>=B├─ n1 n2 ─┤>=I├─ n1 n2 ─┤>=D├─ n1 n2 ─┤>=R├─ Tiếp điểm đóng khi n1≥ n2 B = byte I = Integer = Word D = Double Integer R = Real n1, n2(word): VW, T, C, QW, MW, SMW, AC, AIW, hằng số, *VD, *AC n1 n2 ─┤<=B├─ n1 n2 ─┤<=I├─ n1 n2 ─┤<=D├─ n1 n2 ─┤<=R├─ Tiếp điểm đóng khi n1≤ n2 B = byte I = Integer = Word D = Double Integer R = Real n1, n2(Dword): VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC, hằng số, *VD, *AC + Trong STL những lệnh so sánh thực hiện phép so sánh byte, từ hay từ kép. Căn cứ vào kiểu so sánh (=), kết quả của phép so sánh có giá trị bằng 0 (nếu đúng) hoặc bằng 1 (nếu sai) nên nó có thể sử dụng kết hợp cùng các lệnh LD, A, O. Để tạo ra được các phép so sánh mà S7 – 200 không có lệnh so sánh tương ứng như: so sánh không bằng nhau (), so sánh nhỏ hơn (<) hoặc so sánh lớn hơn (>), có thể tạo ra được nhờ kết hợp lệnh NOT với các lệnh đã có (==, >=, <=) ™ Các lệnh di chuyển nội dung ô nhớ: + Các lệnh di chuyển thực hiện việc di chuyển hoặc sao chép số liệu từ vùng này sang vùng khác trong bộ nhớ. + Trong LAD và STL lệnh dịch chuyển thực hiện việc di chuyển hay sao chép nội dung một byte, một từ đơn, hoặc một từ kép từ vùng này sang vùng khác trong bộ nhớ. + Lệnh trao đổi nội dung vủa hai byte trong một từ đơn thực hiện việc chuyển nội dung của byte thấp sang byte cao và ngược lại chuyển nội dung của byte cao sang byte thấp của từ đó. + MOV_B (LAD) Lệnh sao chép nội dung của byte IN sang byte OUT + MOVB (STL) + MOV_W (LAD) Lệnh sao chép nội dung của từ đơn IN sang OUT + MOVW (STL) + MOV_DW (LAD) Lệnh sao chép nội dung của từ kép IN sang OUT Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 34 + MOVD (STL) + MOV_R (LAD) Lệnh sao chép một số thực từ IN (4byte) sang OUT (4byte) + MOVR (STL) + Cú pháp lệnh dịch chuyển như sau: Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 35 LAD STL Toán hạng MOVB IN OUT IN : VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (byte) hằng số, *VD, *AC OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (byte) *VD, *AC MOVW IN OUT IN : VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ đơn) hằng số, *VD, *AC OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ đơn) *VD, *AC MOVD IN OUT IN : VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ kép) hằng số, *VD, *AC OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ kép) *VD, *AC MOVR IN OUT IN : VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ kép) hằng số, *VD, *AC OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, (từ kép) *VD, *AC MOV_W EN IN OUT MOV_DW EN IN OUT MOV_B EN IN OUT EN IN OUT MOV_R Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 36 ™ Lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con: + Các lệnh của chương trình, nếu không có những lệnh điều khiển riêng, sẽ được thực hiện theo thứ tự từ trên xuống dưới trong một vòng quét. Lệnh điều khiển chương trình cho phép thay đổi thứ tự thực hiện lệnh. Chúng cho phép chuyển thứ tự thực hiện, đáng lẽ ra là lệnh tiếp theo, tới một lệnh bất cứ nào khác của chương trình, trong đó nơi điều khiển chuyển đến được đánh dấu trước bằng một nhãn chỉ đích. Thuộc nhóm lệnh điều khiển chương trình gồm: lệnh nhảy, lệnh gọi chương trình con. Nhãn chỉ đích, hay gọi đơn giản là nhãn, phải được đánh dấu trước khi thực hiện nhảy hay lệnh gọi chương trình con. + Việc đặt nhãn cho lệnh nhảy phải nằm trong chương trình. Nhãn của chương trình con, hoặc của chương trình xử lý ngắt được khai báo ở đầu chương trình. Không thể dùng lệnh nhảy JMP để chuyển điều khiển từ chương trình chính vào một vào một nhãn bất kỳ trong chương trình con hoặc trong chương trình xử lý ngắt. Tương tự như vậy cũng không thể từ một chương trình con hay chương trình xử lý ngắt nhảy vào bất cứ một nhãn nào nằm ngoài các chương trình đó. + Lệnh gọi chương trình con là lệnh chuyển điều khiển đến chương trình con. Khi chương trình con thực hiện các phép tính của mình thì việc điều khiển lại được chuyển trở về lệnh tiếp theo trong chương trình chính ngay sau lệnh gọi chương trình con. Từ một chương trình con có thể gọi được một chương trình con khác trong nó, có thể gọi như vậy nhiều nhất là 8 lần trong S7 – 200. Đệ qui (trong một chương trình con có lệnh gọi đến chính nó) về nguyên tắc không bị cấm song phải chú ý đến giới hạn trên. + Nếu lệnh nhảy hay lệnh gọi chương trình con được thực hiện thì đỉnh ngăn xếp luôn có giá trị logic bằng 1. Bởi vậy trong chương trình con các lệnh có điều khiển được thực hiện như các lệnh không điều kiện. Sau các lệnh LBL (đặt nhãn) và SBR, lệnh LD trong STL sẽ bị vô hiệu hóa. + Khi một chương trình con được gọi, toàn bộ nội dung của ngăn xếp sẽ được cất đi, đỉnh của ngăn xếp nhận một giá trị mới là 1, các bit khác còn lại của ngăn xếp nhận giá trị logic 0 và chương trình được chuyển tiếp đến chương trình con đã được gọi. Khi thực hiện xong chương trình con và trước khi điều khiển được chuyển trở lại chương trình đã gọi nó, nội dung ngăn xếp đã được cất giữ trước đó sẽ được chuyển trở lại ngăn xếp. + Nội dung của thanh ghi AC không được cất giữ khi gọi chương trình con, nhưng khi một chương trình xử lý ngắt được gọi, nội dung của thanh ghi AC sẽ được cất giữ trước khi thực hiện chương trình xử lý ngắt và nạp lại khi chương trình Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 37 xử lý ngắt đã được thực hiện xong. Bởi vậy chương trình xử lý ngắt có thể tự do sử dụng bốn thanh ghi AC của S7 – 200. + JMP, CALL + LBL, SBR : Lệnh nhảy JMP và lệnh gọi chương trình con SBR cho phép chuyển điều khiển từ vị trí này đến một vị trí khác trong chương trình. Cú pháp lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con trong LAD và STL đều có toán hạng là nhãn chỉ đích (nơi nhảy đến, nơi chứa chương trình con). LAD STL Mô tả Toán hạng n ─( JMP) JMP Kn Lệnh nhảy thực hiện việc chuyển điều khiển đến nhãn n trong một chương trình. JMP Kn Lệnh khai báo nhãn n trong một chương trình. n: CPU 212: 0÷63 CPU 214: 0÷255 n ─( CALL) CALL Kn Lệnh gọi chương trình con, thực hiện phép chuyển điều khiển đến chương trình con có nhãn n. SBR Kn Lệnh gán nhãn cho một chương trình con. n: CPU 212: 0÷15 CPU 214: 0÷255 ─( CRET) CRET Lệnh trở về chương trình đã gọi chương trình con có điều kiện (bit đầu của ngăn xếp có giá trị logic bằng 1) ─( RET) RET Lệnh trở về chương trình đã gọi chương trình con không điều kiện. Không có ™ Các lệnh điều khiển Timer: Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều khiển thường được gọi là khâu trễ. Nếu ký tự tín hiệu (logic) vào là x(t) và thời gian trễ được tạo ra bằng Timer là T thì tín hiệu đầu ra của Timer đó sẽ là x(t- T ) S7- 200 có 64 Timer (với CPU 212) hoặc 128 Timer (với CPU 214) được chia thành 2 loại khác nhau, đó là: - Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (On-Delay Timer), ký hiệu là TON. LBL: n SBR:n Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 38 - Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), ký hiệu là TONR. Hai kiểu Timer của S7- 200 (TON và TONR) phân biệt với nhau ở phản ứng của nó đối với trạng thái tín hiệu đầu vào. Cả 2 Timer kiểu TON và TONR cùng bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ thời điểm có sườn lên ở tín hiệu đầu vào, tức là khi tín hiệu đầu vào chuyển trạng thái logic từ 0 lên 1, được gọi là thời điểm Timer được kích, và không tính khoảng thời gian khi đầu vào có giá trị logic 0 vào thời gian trễ tín hiệu được đặt trước. Khi đầu vào có giá trị logic bằng 0, TON tự động Reset còn TONR thì không tự động Reset. Timer TON được dùng để tạo thời gian trễ trong 1 khoảng thời gian (miền liên thông), còn với TONR thời gian trễ sẽ được tạo ra trong nhiều khoảng thời gian khác nhau. Timer TON và TONR bao gồm 3 loại với 3 loại phân giải khác nhau, độ phân giải 1ms, 10ms, 100ms. Thời gian trễ T được tạo ra chính là tích của độ phân giải của bộ Timer được chọn và giá trị đặt trước cho Timer. Ví dụ 1 bộ Timer có độ phân giải bằng 10ms và giá trị đặt trước là 50 thì thời gian trễ sẽ là T =500ms. Các loại Timer của S7-200 (đối với CPU 212 và CPU 214) chia theo TON, TONR và độ phân giải bao gồm: Lệnh Độ phân giải Giá trị cực đại CPU 212 CPU 214 1 ms 32,767 s T32 T32, T96 10 ms 327,67 s T33 ÷T36 T33÷T36,T97÷T100 TON 100 ms 3276,7 s T37 ÷T63 T37 ÷T63,T101÷T127 1 ms 32,767 s T0 T0, T64 10 ms 327,67 s T1 ÷T4 T1÷T4, T65 ÷T68 TONR 100 ms 3276,7 s T5 ÷T31 T5 ÷T31, T69 ÷T95 • Các lệnh điều khiển Timer: Daïng leänh Moâ taû chöùc naêng leänh L A D Khai baùo Timer soá hieäu xxx kieåu TON ñeå taïo thôøi gian treã tính töø khi giaù trò ñaàu vaøo IN ñöôïc kích. Neáu giaù trò ñeám töùc thôøi lôùn hôn hoaëc baèng giaù trò ñaët tröôùc thì T-bit baèng 1. Txxx: CPU214: 32-63, 96-127 Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 39 STL TON Txxx PT PT:VW,T,C,IW,QW,MW,SMW,SW,AC,AIW, Const, *VD, *AC. L A D STL TONR Txxx PT Khai baùo Timer soá hieäu xxx kieåu TOR ñeå taïo thôøi gian treã tính töø khi giaù trò ñaàu vaøo IN ñöôïc kích. Neáu giaù trò ñeám töùc thôøi lôùn hôn hoaëc baèng giaù trò ñaët tröôùc thì T-bit baèng 1 Txxx :CPU 214: 0-31, 64-95 PT:VW,T,C,IW, QW,MW,SMW, SW,AC,AIW, Const, *VD, *AC. ™ Điều khiển vòng vi tích phân tỉ lể (PID): Lệnh vòng lập PID (Proportional, Integral, Derivative Loop) thực hiện việc tính toán vòng lập hoặc liên quan đến việc ‘ LOOP’ dựa trên tín hiệu ngõ vào và cấu hìh thông tin trong TABLE. Toán hạng: Table: VB Loop: 0 đến 7 Lệnh này tác động đến các bit trong vùng nhớ đặc biệt như: SM1.1. Lệnh lặp PID dùng để thực hiện các tính toán PID. Đầu mỗi logic Stack (TOS) phải được bật ON (Power flow) mới cho phép tính toán PID. Lệnh này có 2 toán hạng: Địa chỉ TABLE là địa chỉ bắt đầu của bảng lặp và LOOP chứa 1 hằng số từ 0 đến 7. Do đó chỉ có 8 lệnh PID có thể được dùng trong cùng chương trình. Nếu có hơn hai lệnh PID có cùng số LOOP ( ngay cả khi chúng có địa chỉ TABLE khác nhau) thì việc tính toán PID sẽ đụng chạm đến những lệnh khác, kết quả ngõ ra không thể đoán trước. Bảng vòng lập chứa tất cả 9 thông số được dùng cho việc điều khiển và giám sát hoạt động lặp bao gồm cả những giá trị xử lý hiện tại và trước đó: điểm đặt, ngõ ra, độ lợi, thời gian lấy mẫu, thời gian tích phân (reset), thời gian vi phân (rate), và tổng độ lợi, thời gian lấy mẫu, thời gian tích phân (reset), thời gian vi phân (rate), và tổng tích phân (bias). Để thực hiện tính toán PID tại tỷ lệ lấy mẫu mong muốn, lệnh PID phải được thực thi từ trình phục vụ ngắt hoặc từ chương trình chính tại vị trí được thực hiện bởi Timer. Thời gian lấy mẫu phải được cung cấp bởi ngõ vào đến lệnh PID và bảng lặp. Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 40 Thuật toán PID: Trong trang thái hoạt động vững chắc, bộ điều khiển PID hiệu chỉnh giá trị ngõ ra sao cho sai số đạt được bằng 0. Việc tính toán sai số này dựa trên sự sai lệch giữa điểm đặt ( Setpoint: giá trị mà ta mong muốn) và biến xử lý ( Process Variable: điểm làm việc thực sự). Nguyên tắc của việc điều khiển PID dựa trên đẳng thức thể hiện ở ngõ ra sau đây: Output = soá haïng tyû leä + soá haïng tích phaân + soá haïng sai leäch - Trong đó: M(t): kết quả ngõ ra vòng lặp như chức năng thời gian Kc : Độ lợi vòng lặp e : Sai số vòng lặp (độ sai lệch giữa điểm đặt và biến xử lý) Minitial : Giá trị ban đầu ở ngõ ra vòng lặp. Tuy nhiên, trong biểu thức tính toán trong các máy tính số được thực hiện theo từng chu kỳ lấy mẫu. Do vậy, biểu thức trên có thể viết như sau: Trong đó: Mn : Giá trị tính toán ở ngõ ra của vòng lặp tại thời điểm lấy mẫu n. Kc : tích phân Minitial : Giá trị ban Độ lợi vòng lặp en : Giá trị sai số của vòng lặp tại thời điểm lấy mẫu n en-1 : Giá trị sai số vòng lặp tại thời điểm lấy mẫu n-1 Ki : Hệ số tỷ lệ của số hạng đầu ở ngõ ra vòng lặp Kd : Hệ số tỷ lệ của số hạng sai lệch Đơn giản hơn ta có: Mn = MPn + MIn + MDn Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 41 Trong đó: Mn : Giá trị tính toán ở ngõ ra của vòng lặp tại thời điểm lấy mẫu n MPn : Giá trị số hạng tỷ lệ của vòng lặp tại thời điểm lấy mẫu n. MIn : Giá trị số hạng tích phân của vòng lặp tại thới điểm lấy mẫu n MDn : Giá trị số hạng sai lệch của vòng lặp tại thời điểm lấy mẫu n. Số hạng tỷ lệ: MPn = Kc * (SPn - PVn) Trong đó: MPn : Giá trị số hạng tỷ lệ của vòng lặp tại thời điểm lấy mẫu n Kc : Độ lợi vòng lặp SPn : Giá trị điểm đặt tại thời điểm lấy mẫu n. PVn : Giá trị biến xử lý tại thời điểm lấy mẫu n. Số hạng tích phân: MIn = Kc * Ts / Ti * (SPn - PVn) + MX - Trong đó: MIn : Giá trị số hạng tích phân của vòng lặp tại thới điểm lấy mẫu n Kc Độ lợi vòng lặp SPn : Giá trị điểm đặt tại thời điểm lấy mẫu n. PVn : Giá trị biến xử lý tại thời điểm lấy mẫu n. Ts : Thời gian lấy mẫu của vòng lặp Ti : Chu kỳ tích phân của vòng lặp ( thời gian tích phân hay reset) MX : Giá trị số hạng tích phân của vòng lặp tại thời điểm lấy mẫu (n-1) (tổng tích phân hay độ dốc). Số hạng sai lệch: MDn = Kc * Td/Ts * (SPn - PVn) - (SPn-1 - PVn-1) Nếu SP = const thì ta có SPn = SPn-1CE. Do vậy: MDn = Kc * Td/Ts * (PVn-1 - PVn) Trong đó: MDn : Giá trị số hạng sai lệch của vòng lặp tại thời điểm lấy mẫu n. Kc Độ lợi vòng lặp Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 42 SPn : Giá trị điểm đặt tại thời điểm lấy mẫu n. PVn : Giá trị biến xử lý tại thời điểm lấy mẫu n. SPn-1 : Giá trị điểm đặt tại thời điểm lấy mẫu n-1 PVn-1 : Giá trị biến xử lý tại thời điểm lấy mẫu n-1. Ts : Thời gian lấy mẫu của vòng lặp Td : Chu kỳ sai lệch của vòng lặp (thời gian vi phân hay rate). Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 43 Chương 3 : TÌM HIỂU S7-200 PC ACCESS 3.1 TỔNG QUAN VỀ S7-200 PC ACCESS : 3.1.1 Giới thiệu : PLC S7-200 Simatic được thiết kế để giải quyết những vấn đề giao tiếp và các nhu cầu của mạng làm việc bằng cách hỗ trợ không chỉ ở những mạng làm việc đơn giản nhất mà còn ở những mạng phức tạp hơn. PLC Simatic S7-200 cũng cung cấp các công cụ cho phép giao tiếp với nhiều thiết bị khác nhau. Chẳng hạn như : máy in, cân trọng lượng… mà sử dụng chính các giao thức của chúng. PC Access là một OPC Server dành riêng cho PLC Simatic S7-200. PC Access có thể làm việc với bất kỳ chuẩn OPC Client như : Excel Client, Protool/Pro Client, Visual Basic Client. S7-200 PC Access giúp cho việc thiết lập và xác định cấu hình của mạng làm việc một cách dễ dàng và đơn giản. Tuy nhiên S7-200 PC ACCESS không hỗ trợ giao tiếp với các sản phẩm khác của Simatic như : S7-300 hay S7-400. 3.1.2 Những tiện ích của PC ACCESS : • Xây dựng một OPC Test Client. • Có thể đưa Excel Client vào để có thể quan sát được những bảng tính. • Cung cấp giao diện chuẩn cho bất kỳ OPC Client. • Tích hợp bảng biểu tượng Micro/Win bao gồm biểu tượng nhận xét. • Làm đơn giản giao diện người dùng (User Interface) giúp cho việc cài đặt và xác định cấu hình nhanh chóng. • Time Stamp cho biết thời gian mỗi tag được cập nhật (khi sử dụng Test Client). • Sự cải tiến trong việc chọn lựa. Chẳng hạn như việc thông báo giới hạn trên (Hight) và dưới (Low). • Có thể làm việc với tất cả các kiểu dữ liệu của PLC S7-200. • Không hạn chế số lượng Item được đọc hay viết. • PC Access cung cấp phương thức để những bộ điều khiển nhỏ có thể cải tiến về : 9 Các thao tác. 9 Sự phục vụ. Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 44 • Sự bảo dưỡng các máy móc, những chương trình ứng dụng và khả năng thực hiện dễ dàng . ) Sự cải tiến này làm cho việc truy cập dữ liệu, điều khiển và giám sát được thực hiện một cách dễ dàng. 3.1.3 Khả năng giao tiếp của PC Access : PC Access Channel Thiết bị giao tiếp Số lượng PLC kết nối Ethernet CP243-1 or CP243-1 IT 8 PPI multi-master Cable thông minh PPI 8 PPI multi-master Cable thông minh PPI RS232 PPI multi-master Moderm bên trong hoặc là bên ngoài (được sử dụng với 1 cable thông minh PPI) 8 PPI, MPI, DP Card giao tiếp Siemens CP. 4 PPI multi-master Seimens MC40 Cell Modem hay radio Moderm (được sử dụng với 1 cable thông minh PPI) 8 3.1.4 Xác định tốc độ baud và địa chỉ network : PLC S7-200 hỗ trợ 1 mạng làm việc chủ - tớ (master – slave), PLC S7-200 có thể là chủ (master) hay tớ (slave). Trong khi đó, S7-200 PC Access luôn là chủ (master). Tất cả các thiết bị (device) giao tiếp trong network thì đều phải được xác định cấu hình để có thể truyền dữ liệu tại cùng một tốc độ baud. Vì vậy, tốc độ baud nhanh nhất trong network được xác định bởi tốc độ chậm nhất của thiết bị nối tới network đó. Bảng liệt kê tốc độ baud khi sử dụng S7-200 trong network Network Baud Rate Standard Network 9.6 kbaud đến 187.5 kbaud Network sử dụng EM 277 9.6 kbaud đến 12 Mbaud Network sử dụng FreePort Mode 1200 baud đến 115.2 kbaud Luận Văn Tốt Nghiệp S TRANG 45 Địa chỉ của mỗi thiết bị được đăng ký trong network phải là duy nhất trong network đó. Địa chỉ duy nhất này đảm bảo dữ liệu được truyền hay được phục hồi