Đồ án Thiết kế điều khiển trạm 110kv bằng PLC S7-200

Kích thước giảm Nhạy cảm với các thay đổi đầu vào, tác động tức thời. Khá phổ biến. Đảm bảo yêu cầu công nghệ, khá chính xác. b. Nhược điểm ảnh hưởng nhiều bởi nhiễu. Thời gian lắp đặt lâu. Thay đổi, sửa chữa khó khăn. 2.6.3. Hệ điều khiển Logo a. Ưu điểm Độ chính xác cao, Ýt chịu ảnh hưởng của nhiễu. Kích thước nhỏ gọn. Dễ thay đổi do có khả năng lập trình. Đảm baỏ yêu cầu công nghệ. - Hoạt động tin cậy b. Nhược điểm ng có kh Giá thành cao. Khoá khăn đối với hệ điều khiển phức tạp. Khôả năng giao tiếp với máy tính. 2.6.4. Hệ điều khiển dùng PLC a. Ưu điểm: Độ tin cậy cao qua sử dụng những phần tử phi tiếp xúc. Thay đổi dễ dàng nhờ công nghệ phích cắm. Lắp đặt đơn giản. Thay đổi nhanh chóngchương trình điều khiển mà không cần thay dổi phần cứng. Kích thước nhỏ gọn. b. Nhược điểm Bộ thiết bị lập trình thường khá đắt. 2.6.5. Hệ thống điều khiển bằng máy tính. Hiện nay máy tính được áp dụng hầu nh­ trong tất cả các công đoạn sản xuất. Máy tính có thểgiao tiếp rộng với các thiết bị, máy móc hiện đại. Các hệ thống hiện nay thường sử dụng máy tính để điều khiển. Tuy nhiên nhược điểm của nó là khả năng điều khiển chưa mạnh nên chủ yếu nó làm chức năng giám sát trong hệ thống. So sánh đặc tính kĩ thuật giữa các hệ thống điều khiển Chỉ tiêu so sánh Rơ le Mạch sè Máy tính PLC Giá thành từng chức năng Khá thấp Thấp Cao Thấp Kích thước vật Lớn Rất gọn Khá gọn Rất gọn Tốc độ điều khiển Chậm Rất nhanh Khá nhanh Nhanh Khả năng chống nhiễu Xuất sắc Tốt Tốt Tốt Lắp đặt Mất thời gian Mất thời gian thiết kế Mất thời gian lập trình Lập trình và lắp đặt đơn giản Khả năng điều khiển tác vụ phức tạp Không Có Có Có Khả năng thay đổi điều khiển Rất khó Khó Khá đơn giản Đơn giản Công tác bảo trì Kém, phải thực hiện nhiều công đoạn Kém Kém, có nhều mạch điện tử Tốt vì các modul được chuẩn hoá Nhận xét: Qua bảng so sánh ta thấy sử dụng PLC là giải pháp tối ưu vì PLC ngày càng trở nên phổ biến và chức năng điều khiển ngày càng cao do phát triển ngày càng cao của công nghệphần mềm và công nghệ bán dẫn. Khả năng tự động hoá cao, tiện dụng cho những hệ thống phức tạp. Tuy nhiên PLC cũng có những nhược điểm như ngôn ngữ của PLC là ngôn ngữ đọc nên thay thế rất phức tạp. 3 Tính chọn các trị số bảo vệ cho trạm 110 KV Phân tích hệ thống điều khiển xác định tín hiệu vào ra. 3.1. Tính chọn các trị số bảo vệ cho trạm Với bất kì thiết bị nào, để vận hành an toàn nâng cao tuổi thọ của thiết bị, thì yêu cầu bảo vệ luônlà một lĩnh vực ưu tiên hàng đầu. Đặc biệt là hệ thống cung cấp điện áp 110kV công tác bảo vệ càng phải được nâng cao để đảm bảo an toàn cho các thiết bị khi có sự cố. Trạm 110kV công ty xi măng Bút Sơn được trang bị hệ thống bảo vệ rơ le. *Bảo vệ máy biến áp Máy biến áp thực hiện chức năng đổi điện áp, thực hiện liên lạc giữa các mạng điện khác với nhau. Trạm biến áp có các xuất tuyến đường dây, do đó tính toán chỉnh định rơ le cho trạm biến áp gắn liền với tính toán chỉnh định các đường dây. a. Mạch bảo vệ quá dòng Bảo vệ quá dòng điện là bảo vệ tác động khi dòng điện qua chỗ đặt bảo vệ trượt qua trị số định trước gọi là dòng điện chỉnh định, và sẽ tác động cắt mạch trong một thời gian định trước gọi là thời gian chỉnh định. Bảo vệ quá dòng máy biến áp 110 kV được đặt ở sơ cấp máy biến áp. * Tính dòng chỉnh định Trong đó: ICZ : Dòng điện chỉnh định. KtC : Hệ số tin cậy bằng 1.1. Kmm: Hệ số mở máy bằng 1.3. KV: Hệ số trỏ về bằng 1. Có dòng chỉnh định là: * Dòng hiệu chỉnh rơ le: ICp: Dòng hiệu chỉnh rơ le. Ksd: Hệ số sơ đồ. nl: Tỷ số biến dòng BI * Thời gian chỉnh định: Đặt thời gian cho rơ le tác động theo nguyên tắc giai đoạn thời gian bảo vệ phía trước (gần nguồn) có thời gian tác động bằng thời gian tác động phía sau nó cộng với một khoảng thời gian t(i + 1) = t(i) + Thời gian dịch chuyển phía trước lớn hơn thời gian dịch chuyển phía sau. Theo nguyên tắc trên ta chọn thời gian cắt T = 2.2 s. b. Mạch bảo vệ chạm vỏ máy biến áp: Khi lớp dầu cách điện không đảm bảo cách điện hay có một sự cố về độ Èm mà vỏ MBA có dòng điện rò chạm vỏ khoảng 50%Iđm sơ cấp thì rơ le tác động. Theo tỷ số máy bín dòng 300/1A. Ta có dòng chỉnh định là 48A. Thời gian chỉnh định là : theo nguyên tắc bậc thang đặt thời gian cắt phải nhỏ hơn thời gian trước nó nên chọn t = 1.1s. c. Bảo vệ chạm đất sơ cấp MBA MBA 110kV công ty xi măng Bút Sơn có trung tính nối đất trực tiếp, do đó khi có chạm đất 1 pha dòng ngắn mạch sẽ rất lớn bằng dòng 3 pha do đó ta sẽ tính ngắn mạch tại thanh cái 6kV. Ta có: Scb = 100MA (Tự chọn); Ktc= 1.3. Sđm = 16MA; X0 = 0.4; Un% = 10.5%; L = 20 (km). XåN = 0.06 + 0.65 = 0.71 (W) Dòng hiệu chỉnh rơ le: Thời gian chỉnh định: Chọn 1.1s. d. Bảo vệ chạm đất thứ cấp MBA Với các thông số: Scb = 100MA (Tự chọn). SdmB = 16MA; X0 = 0.4. Un = 10.5%; l = 20 km. Hệ số phân dòng (144 W) nối đất : 2.2 XåN = 0.06 + 0.65 = 0.71 (W) 3.2 Phân tích yêu cầu công nghệ Trạm 110kV cung cấp năng lượng, công suất lớn cho toàn bộ thiết bị các dây chuyền sản xuất của nhà máy, chính vì vậy việc cấp điện liên tục là rất quan trọng. Để trạm vận hành liên tục an toàn, ta xét bốn phương thức cấp điện sau đây. Đường dây trên không 175 và 176 đều cấp điện cho hai lộ hoạt động độc lập. Đường dây trên không 175 cấp điện cho hai lộ hoạt động đồng thời hoạt động. Đường dây trên không 176 cấp điện cho hai lộ hoạt động đồng thời độc lập. Mét trong hai biến thế T1 hoặc T2 sự cố chỉ còn một máy hoạt động. 3.2.1 Điều khiển đóng cắt khi 175 và 176 cấp điện cho 2 lộ hoạt động độc lập. a, Điều khiển đóng Q50 cấp điện cho hệ thống các yêu cầu để đóng máy cắt: Q 38 lé 1 và 2 mở ra. Q 28 lé 1 và 2 đóng. Q27 mở ra. Q 35 lộ mở ra. Q 25 đóng. Q 34 mở. Q24 đóng. Máy cắt phân đoạn 600 mở ra. K86-1 và k86-2 không tác động. Để kiểm tra trạng thái đóng mở của các dao người ta thường gửi vào các tiếp điểmvà đèn báo tín hiệu. áp lực khí SF6 phải đủ (p=7bar) được thể hiện khống chế bằng rơ le 480. - Khi các điều kiện trên được thoả mãn đủ thì mới cho phép đóng máy cắt Q50, tức lá mới cấp điện cho Nhà máy. b, Điều khiển mở Q50, cắt điện hệ thống. Chỉ cần một trong các điều kiện liên động trên không thoả mãn thì máy cắt sẽ tác động cắt, dừng cấp nguồn cho hệ thống. Q38 më Q28 ®ãng Q27 më Q35 më Q25 ®ãng Q34 më Q24 ®ãng MC 600 më AND KiÓm tra K86-1 K86-2 t¸c ®éng? Kh«ng: Thùc hiÖn ®ãng Q50 Cã: Thùc hiÖn c¾t Q50 Sơ đồ khối thể hiện điều kiện đóng cắt Q 50 khi 2 lộ hoạt động độc lập: 3.2.2 Điều khiển đóng cắt chỉ có ĐDK 175 cấp điện cho hai MBA Khi có sự cố về đường dây trên không thì một đường dây trên không sẽ phải cấp điện 110kV cho hai MBA hoạt động bình thường. a.Các yêu cầu để đóng máy cắt Các yêu cầu để đóng máy cắt: Q 38 lé 1 mở. Q 28 lé 1 đóng. Q 28 lé 2 mở. Q 38 lé 2 đóng. Q27 đóng. Q 35 mở ra. Q 25 đóng. Q 34 mở. Q24 đóng. Máy cắt phân đoạn 600 mở ra. K86-1 và k86-2 không tác động. Để kiểm tra trạng thái đóng mở của các dao người ta thường gửi vào các tiếp điểmvà đèn báo tín hiệu. Áp lực khí SF6 phải đủ (p=7bar) được thể hiện khống chế bằng rơ le 480. b. Điều khiển đóng Q50 cấp điện cho hệ thống Q38 më Q28 lé 1 ®ãng Q27 ®ãng Q35 më Q25 ®ãng Q34 më Q24 ®ãng MC 600 më AND KiÓm tra K86-1 K86-2 t¸c ®éng? Kh«ng: Thùc hiÖn ®ãng Q50 Cã: Thùc hiÖn c¾t Q50 Q28 lé 2 më Sơ đồ khối điều kiện đóng, cắt Q50 trường hợp ĐDK 175 cấp điện cho hai MBA. 3.2.3 Điều khiển đóng cắt Q50 khi chỉ có ĐDK 176 cấp điện cho hai lé. a. Các yêu cầu để đóng máy cắt Q50 cấp điện cho hệ thống Các yêu cầu để đóng máy cắt: Q 38 lé 1 mở. Q 28 lé 1 đóng. Q 28 lé 2 mở. Q 38 lé 2 đóng. Q27 đóng. Q 35 mở ra. Q 25 đóng. Q 34 mở. Q24 đóng. Máy cắt phân đoạn 600 mở ra. K86-1 và k86-2 không tác động. Để kiểm tra trạng thái đóng mở của các dao người ta thường gửi vào các tiếp điểmvà đèn báo tín hiệu. Áp lực khí SF6 phải đủ (p=7bar) được thể hiện khống chế bằng rơ le 480. b. Điều khiển mở Q50 cắt điện hệ thống Chỉ cần một trong các sự cố hoặc điều kiện an toàn không đảm bảo, K86-1 và K86-2 tác động thì lập tức máy cắt Q50 mở ra cắt điện hệ thống. Q38 më Q28 lé 2 ®ãng Q27 ®ãng Q35 më Q25 ®ãng Q34 më Q24 ®ãng MC 600 më AND KiÓm tra K86-1 K86-2 t¸c ®éng? Kh«ng: Thùc hiÖn ®ãng Q50 Cã: Thùc hiÖn c¾t Q50 Q28 lé 1 më 3.2.4 Điều khiển đóng cắt Q50 khi mét trong hai máy biến áp bị sự cố còn một máy cấp điện cho hệ thống. a. Điều khiển đóng máy cắt Q50 cấp đIện cho hệ thống Các yêu cầu để đóng máy cắt: Máy cắt Q50 – 2 cắt Q 38 mở. Q 28 đóng. Q27 đóng. Q 35 mở. Q 25 đóng. Q 34 mở. Q24 đóng. Máy cắt phân đoạn 600 đóng. K86-1 và k86-2 không tác động. Cắt điện nghiền thô. Cắt điện đập đá vôi Để kiểm tra trạng thái đóng mở của các dao người ta thường đặt vào các các tiếp điểm gửi và đèn báo tín hiệu. Áp lực khí SF6 phải đủ (p=7bar) được thể hiện khống chế bằng rơ le 480. b. Điều khiển mở máy cắt Q50 cắt điện hệ thống Chỉ cần một trong các đIều kiện an toàn không đảm bảo thì K86-1 và K86-2 tác động ngay lập tức máy cắt Q50 mở ra. Mặt khác để tránh quá tải khi mét MBA làm việc, phụ tải nghiền thô, đập đá vôi phải cắt ra thì máy cắt phân đoạn 600 mới đóng và cấp điện cho hai lé. Sơ đồ một MBA cấp điện cho cả hệ thống Q38 më Q28 ®ãng Q27 Më Q35 më Q25 ®ãng Q34 më Q24 ®ãng MC 600 ®ãng AND KiÓm tra K86-1 K86-2, ®Ëp ®¸, nghiÒn th«, t¸c ®éng? Kh«ng: Thùc hiÖn ®ãng Q50 Cã: Thùc hiÖn c¾t Q50 Q50 lé 2 më 3.3 Xác định tín hiệu vào ra 3.3.1 Các tín hiệu vào ra tù động a. Động cơ đóng mở dao cách ly Q25 Nhận tín hiệu điều khiển từ các rơ le K5011 đóng khi Q50 ở trạng thái mở, K3511 đóng khi Q35 mở. Tín hiệu vào: 2(digital) từ tiếp điểm K5011 và tiếp điểm K3511. Tín hiệu ra: 2(digital) động cơ M25 nhận tín hiệu quay mở dao E025 và tín hiệu quay đóng dao EF25. b. Động cơ mở dao tiếp địa Q35 Nhận tín hiệu từ tiếp điểm K2511 đóng kh Nhận tín hiệu từ tiếp điểm K2511 đóng khi Q25 mở và mở khi Q25 đóng Tín hiệu vào: 1 (digital) từ tiếp điểm K2511đóng khi Q25 mở Tín hiệu ra: 2 (digital) động cơ M35 nhận tín hiệu quay mở dao EO35 va tín hiệu quay đóng dao EF35 c. Động cơ đóng mở dao cách ly Q24 Nhận tín hiệu từ rơle K5011 đóng khi Q50 mơ và tiếp điểm K3411 đóng khi Q34 mở. Tín hiệu vào : 2 (digital) rơle K3411 đóng khi Q34 mở và tiếp điểm K3411 đóng. Tín hiệu ra : 2 (digital) đọng cơ M 24 nhận tín hiệu đóng dao cách ly EF24 va quay moẻ dao EO24. d. Động cơ đóng mở dao tiếp địa Q34 Nhận tín hiệu từ rơle K2411 đóng khi Q24 mở. Tín hiệu vào : 1 (digital) từ rơle K 2411 đóng. Tín hiệu ra : 2 (digital) từ động cơ M34 nhận tín hiệu quay mở dao EO34 và quay đóng dao EF34. c. Động cơ đóng mở máy cắt Q50 Nhận tín hiệu từ rơle K2501 đóng khi Q25 đóng, tín hiệu K2401 đóng khi Q24 đóng, rơ le K86-1 đóng rơle K86-2 và rơle đóng các tín hiệu an toàn và bảo vệ Tín hiệu vào : 4 (digital) từ rơle K2501, từ rơle K2401, tín hiệu tư rơle K86-1 và tư rơle K86-2. Tín hiệu ra : 4 (digital) động cơ M50 nhận tín hiệu quay lên giây cót từ cuộn Y1, tín hiệu đóng máy cắt từ cuộn Y2 .Tín hiệu mở máy cắt từ cuộn Y3 tín hiệu từ cuộn K1 khống chế không cho đóng máy cắt khi đang có sự cố. e. Động cơ đóng mở dao Q28 Nhận tín hiệu từ rơle đóng cấp C- khi Q50 lé 1 mở Q50 lé 2 mở, Q28 lộ2 mở, Q27 mở tín hiệu tư rơle K3811 đóng khi Q38 mở. Tín hiệu vào : 2 (digital) tín hiệu cấp C-, tín hiệu từ rơle K3811. Tín hiệu ra : 2 (digital) động cơ M28 nhận tín hiệu quay đống dao EF28 và tín hiệu mở dao EO28. f. Động cơ mở dao tiếp địa Q38 Nhận tín hiệu từ rơle K2811 đóng khi Q28 mở và từ bộ báo điện áp không F27. Tín hiệu vào: 2(digital) từ rơle K2811, và từ bộ F27. Tín hiệu ra : 2 (digital) động cơ đóng dao M38 nhận tín hiệu quay đóng dao từ cuộn EF38 và quay mở dao từ cuộn EO38. g. Động cơ đóng mở dao liên lạc Q27 Nhận tín hiệu từ máy cắt Q50 lé 2 mở , tín hiệu từ Q28 lé 2 mở. Tín hiệu vào : 2 (digital) tiếp điểm gửi đóng khi Q50 lé 2 mở, tiếp điểm gửi đóng khi Q28 lé 2 mở. Tín hiệu ra : 2 (digital) động cơ M27 nhận tín hiệu đóng dao EF27 và tín hiệu mở dao EO27. h. Điều khiển đóng cắt máy cắt phân đoạn 600 Nhận tín hiệu đã cắt tải từ trạm đập đá vôi LS1 và tín hiệu đã cắt tải từ nghiền thô LS4. Tín hiệu vào : 3 (digital) tín hiệu từ LS1, từ LS4 và tín hiệu từ các thiết bị bảo vệ an tòan. Tín hiệu ra : 4 (digital) tín hiệu đến động cơ quay lên dây cót Y1, tín hiệu đóng máy cắt Y2, tín hiệu mở máy cắt Y3 và tín hiệu khống chế không cho máy cắt đóng K1. i. Các tín hiệu ra là các thiết bị báo động , báo hiệu khác Đèn báo TC1: báo nguồn 110V DC đã đóng. Đèn báo TC2 : cấp nguồn 220v cho mạch sấy và chiếu sáng tại tủ điều khiển đã có. Đèn báo TC3 : báo dã đóng nguồn 220vAC cho các mô tơ đóng cắt các dao và máy cắt. Đèn báo TC4 : đèn báo phát hiện đóng cắt các dao, máy cắt. Đèn báo TC5: đèn báo sự cố khí SF6. Đèn báo TC6: đèn báo sự cố so lệch. Đèn báo TC7: đèn báo quá dòng. Đèn báo TC8: đèn báo chạm vỏ máy biến áp. Đèn báo TC9 : đèn báo chạm đất sơ cấp máy biến áp. Đèn báo TC10: đèn bao chạm đất thứ cấp máy bién áp. Đèn báo TC11: đèn báo rơle hơi tác động. Đèn báo TC12: đèn báo nhiệt độ dầu quá. Đèn báo TC13: đèn báo mạch máy cắt điều khiển tại chỗ. Còi báo động: báo mức khí SF6. 3.3.2 Các tín hiệu vào bằng tay K22251: Khoá Ên mở dao Q25 K22252: Khoá Ên đóng dao Q25 K22351: Khoá đóng mở dao Q35 K22352 :Khoá đóng dao Q35 K22241:Khoá mở dao Q24 K22242: Khoá đóng dao Q24 K22341:Khoá mở dao Q34 K22342:khoá đóng dao Q34 K22501:Khoá mở máy cắt Q50 K22502: Khoá đóng máy cắt Q50 K22281:Khoá mở dao Q28 K22282:Khoá đóng dao Q28 K222381:Khoá mở dao Q38 K222382:Khoá đóng dao Q38 K222271:Khoá mở dao liên lạc Q27 K222272: Khoá đóng dao Q27 KBPO1:Nút bấm mở dao cách ly KBPF1: Nút bấm đóng dao cách ly KS16:Nút Ên thử đèn KS17:Nút Ên phục hồi KS19:Nút Ên dừng còi Sau khi phân tích tín hiệu và ra ta thấy có 40 tín hiệu vàovà 35 tín hiệu ra Trên cơ sơ số lượng đầu vào, ra và mức độ phức tạp của chương trình điều khiển trạm 110kV, xét theo khả năng cung cấp thiết bị và sự hỗ trợ kỹ thuật của hãng SIEMENS tại Việt Nam, trong đề tài này ta chọn thiết bị điều khiển là bộ điều khiển khả lập trình PLC S7-200 của hãng SEIMENS Cộng hoà liên bang Đức 4 Giới thiệu bộ điều khiển PLC S7 - 200 4.1 Cấu trúc phần cứng S7-200 là thiết bị điều khiển lôgic khả lập trìmh loại nhỏ của hãng SIMENS, có cấu trúc theo kiểu modul và có các môdul mở rộng. Các modul này đuợc sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU 212 hoặc CPU 214. CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra. Có khả năng mở rộng thêm bằng 2 môdul mở rộng. CPU214 có 14 cổng và 10 cổng ra, có khả năng được mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng. S7-200 có nhiều loại modul mở rộng kác nhau. 4.1.1 CPU 212 bao gôm 512 từ đơn, tức 1K byl, để lưu chương trình thuộc miền nhớ đọc/ghi. 512 từ đơn để lưu dữ liệu, trong đó có 100 từ nhớ đọc/ghi. 8 cổng vào logíc và 6 cổng ra logíc. Có thể ghép thêm 2 modul mở rộng, bao gồm cả modul tương tự. Tổng số cổng lôgíc vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra. 64 bộ tạo thời gian trễ ( Timer), trong đó có 2 Timer có chế độ phân giải 1ms, 8 Timer có độ phân giải 10ms và 54Timer có độ phân giải 100ms. 64 bộ đếm (counter), chia làm 2 loại bộ đếm, chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi. 368 bít nhớ đặc biệt sử dụng làm các bít trạng thái hoặc các bít đặt chế độ làm việc. Có các chế độ ngắt và sử lý tín hiệu ngắt khác bao gồm : Ngắt truyến thống. Ngắt theo sườn lên hay theo sườn xuống. Ngắt theo thời gian. Ngăt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao (2kHz). Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giê khi PLC bị mất nguồn nuôi. 4.1.2 CPU214 2048 từ đơn (4 kb) thuộc miền nhớ đọc/ghi để lưu chương trình. 2048 từ đơn (4 kb) kiểu đọc /ghi để lưu dữ liệu. 14 cổng vào và 10 cổng ra lôgíc. Có thể dùng 7 modul để mở rộng thêm cổng bào /ra bao gồm cả analog. Tổng số cổng và / ra cực đại là 64 cổng vào va 64 cổng ra. Có 128 Timer chia làm 3 loại: có 4 timer có độ phân giải 1ms, 16 timer có độ phân giải 10 ms và 108 timer có độ phân giải 100ms. 128 bộ đếm chia làm 2 loại: loại chỉ đếm tiến , loai vừa đếm tiến vừa đếm lùi. 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và lắp đặt chế độ làm việc. Các chế độ xử lý ngắt gồm : ngắt truyền thông , ngắt theo sườn lên , hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của lộ đếm tốc độ cao, và ngắt truyền xung. 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2kHz và 7kHz. 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM. 2 bộ điều chỉnh tương tự. Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giê khi PLC mất nguồn nuôi. 4.1.3 Các cổng truyền thông S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 có phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc các PLC khác Sơ đồ bố trí chân Giải thích: chân 1 đất. chân 2 : 24 VDC. chân 3: truyền nhận dữ liệu . chân 4: không sử dụng. chân 5: đất. chân 6: 5 VDC. chân 7: 24 VDC (120 mA tối đa). chân 8: truyền và nhận dữ liệu. chân 9: không sử dụng. 4.1.4 Các chế độ làm việc của PLC Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S 7-200 có 3 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. Nếu quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo. STOP : Cưỡng bức PLC dừng công việc thực hiện chương trình đang chạy và chuyền sang chế độ dừng PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp một chương trình mới. TERM: cho phép máy máy lập trình tự quyết định một chế độ làm việc cho PLC hoặc ở RUN hoặc ở STOP. 4.1.5 Chỉnh định tương tự Điều chỉnh tương tự ( một bộ trong CPU 212 và 2bộ trong CPU 214) cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chương trình. Núm chỉnh analog đựơc lắp đặt dưới nắp đậy bên cạnh các cổng ra. Thiết bị chỉnh định có thể quay 2700. a. Pin và nguồn nuôi bộ nhớ Nguồn nuôi dùng để ghi chương trình hoặc nạp một chương trình mới. Nguồn pin có thể sử dụng 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 nh­ dung lượng bộ nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó dể dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất đi. b. Mở rộng cổng vào/ ra CPU 212 cho phép mở rộng nhiếu nhất 2modul và CPU 214 nhiều nhất 7 modul các modul mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200. Có thể mở rộng cổng vào và ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên phải của 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 chỗ trong bộ đệm, tương ứng với số đầu vào/ ra của modul. Sau đây là một số ví dụ về cách đặt địa chỉ cho các modul mở rộng trên CPU 214 : CPU 214 Modul 10 (4vào/ 4ra) Modul 11 (8 vào) Modul 12 (3vào analog /4 ra analog) Modul 13 (8ra) IO.O QO.O IO.1 QO.1 IO.2 QO.2 IO.3 QO.3 IO.4 QO.4 IO.5 QO.5IO.6 QO.6 IO.7 QO.7 I1.O Q1.O I1.1 Q1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 I2.O I2.1 I2.2 I2.3 Q2.O Q2.1 Q2.2 Q2.3 I3.O I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 AIWO AIWO2 AIWO4 AQWO Q3.O Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 4.2 Cấu trúc chương trình của S7-200 Có thể lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng những phần mềm sau đây: STEP7- MICR/ DOS. STEP7- MICR/ WIN. Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên các máy lập trình họ PG7XX và các máy tính 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 của chương trình chính (MEND). Các chương trình ngắt là một bộ phận của chương trình. Nếu cần sử dụng chương trình sử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc của chương trình chính (MEND). Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính. Sau đó đến ngay 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 convà chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính. SBRO ch­¬ng tr×nh con thø nhÊt .................. RET SBR n ch­ongtr×nh con thø n + 1 ............ RET INTO ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t thø nhÊt ................ RETI INTO n ch­¬ng tr×nh sö lý ng¾t thø n + 1 .................... RETI Thùc hiÖn trong mét vßng quÐt Th­c hiÖn khi ®­îc ch­¬ng tr×nh chÝnh gäi Thùc hiÖn khi cã tÝn hiÖu b¸o ng¾t Main progam ................ MEND 4.3 Ngôn ngữ lập trình của S7-200 4.3.1 Phương pháp lập trình S7-200biểu diễn một mạch lôgic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình. Chương trình bao gồm một tập dẫy các lệnh. S7-200 thưc hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kếy thúc ở lệnh lập trình cuối trong một vóng. Một vòng nh­ vậy được gọi là một vòng quét (Scan). Một vòng quét (Scan sycle) được bắt đầu bằng viẹc đọc trạng thái của đầu vào, và sau đó thực hiện chương trình. Scan cycle kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái đấu ra. Trước khi bắt đầu 1 vòng quét tiếp theo S7-200 thực thi các nhiệm vụ bểntong và nhiệm vụ truyền thông. Chu trình thực hiện chương trình là chu trình lặp. Cách lập trình cho S7-200 nói riêng và cho các PLC của SIMEN nói chung dựa trên hai phương pháp cơ bản: Phương pháp hình thang (Ladder logic viết tắt thành LAD) và phương pháp liệt kê lệnh (Statemet list viết tắt là STL). Nếu chương trình được viếy theo kiểu LAD, thiết bị lập trình sẽ tự tạo ra một chương trình theo kiểu STL tương ứng. Ngược lại không phải mọi chương trình được viết theo kiểu STL cũng có thể chuyển sang được dạng LAD. Giai đoạn truyền dữ Giai đoạn nhập dữ liệụ từ ngoạivi Liệu ngoại vi Giai đoạn truyền thông Giai đoạn thực hiện Nội bộ và tự kiểm tra hiện chương trình * Một số định nghĩa cơ bản: Định nghĩa về LAD: LAD là một ngôn ngữ lập trình đồ hoạ. Những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứngvới các thành phần của bảng đièu khiển của rơle. Trong chương trình LAD các phần tưr cơ bản dùng để biểu diễn lệnh lôgic như sau: Tiếp điểm : Là biểu tượng ( Symbol) mô tả các tiếp điểm của rơle, các tiếp điểm đó có thể là thường mở hoặc thường đóng Cuộn dây ( Coil) : là biểu tượng ( ) mô tả rơle được mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơle Hộp (Box): Là biểu tượng mô tả các nhau nó làm việc khicó dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là các bộ thời gian ( Timer), bộ đếm ( Counter) và các hàm toán học, cuộn dây và các hộp phải được mắc đúng chiều dòng điện. Mạng LAD: Là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn bển trái là dây nóng đường nguồn bên phải là dây trung hoà ( Neutal) hay là đường trở về nguồn cung cấp ( Đường nguồn ben phải thường không được thể hiện khidùng chương trình tiện dụng STEP7- MICRO/ WIN).Dòng điện chạy từ trí qua các tiếp điểm đóng đến các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn. * Định nghĩa về STL: Phương pháp liệt kê lệnh ( STL) là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình kể cả những lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC. 43.2 Bảng lệnh của S7-200 Hệ lệnh của S7-200 đực chia làm 4 nhóm. Các lệnh mà khi thực hiện thì làm việc độc lập không phụ thuộc vào giá trị logic của ngăn xếp. Các lệnh chỉ thực hiện được khi giá trị bít đầu tiên của ngăn xếp có giá trị lôgic bằng một. Các nhãn lệnh đánh dấu vị trí trong tập lệnh. Cả ba bảng lệnh này cùng mô tả sự thay đổi tương ứng của nội đung ngăn xếpkhi lệnh được thực hiện. Cả hai phương pháp LAD và STL sử dụng ký hiệu I để chỉ định việc thực hiện tức thời ( Immeditely), tức là giá trị được chỉ định trong lệnh vừa được chuyển vào thanh ghi ảo đồng thời được chuyển toứi tiếp điểm được chỉ dảntong lệnh ngay khi lệnh được thực hiện chứ khong phải chờ tới giai đoạn trao đổi vớ ngoại vi của vòng quét. Điều dó khácvới lệnh không tức thời là giá trị được chỉ định trong lệnh chỉ được chuyển vào thanh ghi ảo khi thực hiện lệnh. ( Bảng lệnh của S7-200 được thực hiện vô điều kiện: Bảng 1) ( Bảng lệnh của S-7200 được thực hiện có điều kiện: Bảng 2) Bảng 1. Bảng lệnh của S7-200 đuợc thực hiện vô điều kiện Tên lệnh ỷ nghĩa = n Giá trị của bít đầu tiên trong ngăn xếp được sao chép sang điểm n chỉ dẫn trong lệnh = 1 n Giá trị của bít đầu tiên trong ngăn xếp được sao chép trực tiếp sang điểm n chỉ dẫn ngay khi lệnh được thực hiện A n Giá trị bí