Luận văn Thiết Kế Hệ Thống Giám Sát Nuôi Trồng Hoa Lan dùng PLC và phần mền WinCC

Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 1 LỜI MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trong những năm gần đây nghề trồng hoa lan đã có những bước phát triển đáng kể, và thâm nhập vào ngành nông nghiệp một cách mạnh mẽ, hoa lan đã trở thành một mặt hàng có giá trị trong kinh doanh, xuất khẩu trên thế giới. Hiện nay, nghề trồng hoa lan khá phát triển ở khắp cả nước, không ít nông dân đã khấm khá nhờ trồng lan. Thuận lợi của trồng lan là không cần diện tích đất lớn, nếu chăm sóc tốt thu nhập mang lại khá cao. Tuy nhiên, lan là loại cây trồng đòi hỏi cao về kỹ thuật, vì vậy người trồng phải tuân thủ kỹ các biện pháp trồng và chăm sóc. Trước sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, kéo theo sự phát triển của tất cả các ngành, nghề và đòi hỏi tất cả các ngành các lĩnh vực phải hỗ trợ lẫn nhau cùng phát triển. Các ngành tự động hóa, kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin cũng có những bước phát triển nhảy vọt theo, các ứng dụng của các ngành này vào các ngành khác ngày càng nhiều và việc ứng dụng vào nuôi trồng hoa cũng không còn xa lạ. Nó đã góp phần tích cực vào nâng cao năng suất lao động cho con người, đặt biệt là trong lĩnh vực xuất khẩu, nó giúp đáp ứng được các tiêu chuẩn về chất lượng của quốc tế. Trong các hệ thống sản xuất, hệ thống điều khiển đóng vai trò điều phối toàn bộ các hoạt động của máy móc thiết bị. Các hệ thống máy móc và thiết bị sản xuất thường rất phức tạp, có rất nhiều đại lượng vật lý phải điều khiển để có thể hoạt động đồng bộ hoặc theo một trình tự công nghệ nhất định nhằm tạo ra một sản phẩm mong muốn. Từng đại lượng vật lý đơn lẻ có thể được điều khiển bằng một mạch điều khiển cơ sở dạng tương tự hay gián đoạn. Điều khiển nhiều đại lượng vật lý đồng thời chúng ta không thể dùng các mạch điều khiển tương tự mà phải sử dụng hệ thống điều khiển lô gíc. Trước đây các hệ thống điều khiển lô gíc được sự dụng là hệ thống lô gíc rơ le. Nhờ Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 2 sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử, các thiết bị điều khiển lô gíc khả lập trình PLC (Programmable Logic Controller) đã xuất hiện vào năm 1969 đã dần thay thế các hệ thống điều khiển rơ le. Đồng thời, với sự phát triển chưa từng thấy của công nghệ tin học, đã cho ra đời các phần mền kết hợp với các phần cứ vật lý như PLC tạo ra các hệ thống hoàn hảo cho sinh hoạt cũng như trong sản xuất. Phần mền WinCC là một ứng dụng cụ thế. Chính vì thế mà hiện nay sự kết hợp giữa PLC và WinCC được nhiều chuyên gia, kỹ sư thiết kế, kỹ thuật viên,chuyên viên, công nhân bậc cao… tham gia nghiên cứu để ứng dụng vào thực tế. Xuất phát từ nhu cầu thực tế cũng như muốn làm quen với việc điều khiển hệ thống nuôi trồng hoa lan bằng PLC kết hợp với tạo giao diện giao tiếp dùng WinCC, em thực hiện đề tài Thiết Kế Hệ Thống Giám Sát Nuôi Trồng Hoa Lan dùng PLC và phần mền WinCC để nghiên cứu cho đề tài tốt nghiệp, nhằm lĩnh hội những tri thức cần thiết và cơ bản về PLC và thiết kế giao tiếp tren máy tính trong việc tự động hoá hệ thống nuôi trồng hoa lan. Nhiệm vụ đề tài  Nghiên cứu các ứng dụng của PLC Siemens vào điều khiển chu trình chăm sóc nuôi trồng hoa lan  Thiết kế giao diện người dùng trên WInCC cho hệ thống giám sát nuôi trồng chăm sóc hoa lan đồng thời tìm hiểu giao thức kết nối giữa WinCC và PLC  Xây dựng mô hình thực tế dùng PLC Siemens điều khiển hệ thống và WinCC làm giao diện giao tiếp Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 3 Đặc điểm, yêu cầu điều khiển hệ thống nuôi trồng chăm sóc hoa lan Hệ thống gồm có 4 máy bơm ,1 hệ thống đèn sưởi ấm, 1 hệ thống quạt làm mát, làm khô không khí, 2 điện trở mô phỏng nhiệt độ và độ ẩm. Ngoài ra hệ trống còn có ống dẫn, van, mô hình nhà kính. Hệ thống sẽ điều khiển 4 role cho 4 máy bơm và 2 hệ thống đèn sưởi ấm và quạt làm mát, làm khô. Đồng thời nhận tín hiệu từ 2 điện trở nhằm tính xử lý tưới nước, sưởi ấm hay làm mát, làm khô. Hệ thống sẽ hoạt động theo hai chế độ: thời gian thực [ tự dộng ] hoặc chế độ điều khiển riêng biệt. Mục tiêu nghiên cứu Điều khiển lập trình PLC và thiết kế giao diện trên WinCC mang tính mềm dẻo và linh hoạt, điều khiển dựa vào chương trình và thực hiện lệnh logic. Em hy vọng sau khi nghiên cứu đề tài này sẽ lĩnh hội nhiều hơn về các vấn đề liên quan đến PLC và phần mền WinCC như: cấu hình phần cứng, tập lệnh của PLC, WinCC, xây dựng lưu đồ và viết chương trình điều khiển hệ thống cũng như các giao thức kết nối giữa chúng. Để đảm bảo cho chương trình viết ra có khả năng hoạt động ổn định nhóm thực hiện đề tài đã chọn PLC S7200 để điều khiển, phần mền Step7 Micro Win V4.0 để viết chương trình nạp, phần mền WinCC V7.0 để thiết kế giao diện người dùng và phần mền PC Access để có thể kết nối PLC với WinCC Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là hệ thống nuôi trồng chăm sóc hoa lan, nguyên lý hoạt động của PLC, phần mền WinCC, ngôn ngữ lập trình hình thang (LAD), Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 4 cách truyền dữ liệu giữa chúng. Từ đó xây dựng chương trình điều khiển hệ thống bằng PLC Siemens và phần mền WinCC Nội dung nghiên cứu Siemens là một tập đoàn Điện và điện tử lớn, chuyên sản xuất các thiết bị tự động hoá. Khi thực hiện đề tài đã tiến hành nghiên cứu sơ lược các nội dung cơ bản của PLC S7 – 200 và phần mền WinCC, cụ thể gồm các nội dung sau:  Giới thiệu tổng quát về PLC và Kỹ thuật lập trình cho PLC S7-200.  Giới thiệu và làm việc với phần mềm Step7 Micro Win v4.0.  Viết chương trình ứng dụng điều khiển hệ thống nuôi trồng chăm sóc hoa lan.  Thiết kế giao diên giao tiếp người dùng trên WinCC.  Xây dựng mô hình thực tế .  Hướng phát triển của hệ thống. Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 5 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC VÀ KỸ THUẬT LẬP TRÌNH CHO PLC S7-200 1.1. TỔNG QUAN Trong các hệ thống sản xuất, trong các thiết bị tự động và bán tự động, hệ thống điều khiển đóng vai trò điều phối toàn bộ các hoạt động của máy móc thiết bị. Các hệ thống máy móc và thiết bị sản xuất thường rất phức tạp, có rất nhiều đại lượng vật lý phải điều khiển để có thể hoạt động đồng bộ hoặc theo một trình tự công nghệ nhất định nhằm tạo ra một sản phẩm mong muốn. Từng đại lượng vật lý đơn lẻ có thể được điều khiển bằng một mạch điều khiển cơ sở dạng tương tự hay gián đoạn. Điều khiển nhiều đại lượng vật lý đồng thời chúng ta không thể dùng các mạch điều khiển tương tự mà phải sử dụng hệ thống điều khiển lô gíc. Trước đây các hệ thống điều khiển lô gíc được sự dụng là hệ thống lô gíc rơ le. Nhờ sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử, các thiết bị điều khiển lô gíc khả lập trình PLC (Programmable Logic Controller) đã xuất hiện vào năm 1969 thay thế các hệ thống điều khiển rơ le. Càng ngày PLC càng trở nên hoàn thiện và đa năng. Các PLC ngày nay không những có khả năng thay thể hoàn toàn các thiết bị điều khiển logíc cổ điển, mà còn có khả năng thay thế các thiêt bị điều khiển tương tự. Các PLC được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Chức năng chính của PLC là kiểm tra trạng thái của các đầu vào và điều khiển các quá trình hoặc các hệ thống máy móc thông qua các tín hiệu trên chính đầu ra của PLC. Tổ hợp lô gíc của các đầu vào để tạo ra một hay nhiều tín hiệu ra được gọi là điều khiển lôgíc. Các tổ hợp lô gíc thường được thực hiện theo trình tự điều khiển hay còn gọi là chương trình điều khiển. Chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC có thể bằng cách lập trình bằng thiết bị cầm tay nối trực tiếp với PLC hoặc lập trình trên máy tính cá Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 6 nhân nhờ các phần mềm chuyên dụng và truyền vào PLC qua mạng hay qua cáp truyền dữ liệu. Bộ xử lý tín hiệu, thường là các bộ vi xử lý tốc độ cao, thực hiện chương trình điều khiển theo chu kỳ. Khoảng thời gian thực hiện một chu trình điều khiển từ lúc kiểm tra các tín hiệu vào, thực hiện các phép tính lo gíc hoặc đại số để có được tín hiệu điều khiển, cho đén khi phát tín hiệu đến đầu ra được goi là chu kỳ thời gian quét. 1.2. PLC S7-200 1.2.1. c đ n o + SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF (System Falu báo hiệu hệ thống bị hỏng. + RUN (đèn xanh): Đèn xanh RUN ch định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy. + STOP (đèn vàng): Đèn vàng STOP ch định rằng PLC đang ở chế độ dừng chương trình và đang thực hiện lại 1.2.2. Đầu vào + Kiểu đầu vào IEC 1131-2. + Tầm điện áp mức logic 1: 15-30 VDC, dòng nhỏ nhất 4 mA; 35VDC ở thời gian tức thời 500ms. + Trạng thái mức logic 1 chuẩn: 24 VDC, 7mA. + Trạng thái mức logic 0: Tối đa 5 VDC, 1mA. + Đáp ứng thời gian lớn nhất ở các chân I0.0 đến I1.5: có thể ch nh từ 0,2 đến 8,7 ms mặc định 0,2 ms. + Sự cách ly về quang 500VAC. 1.2.3. Đầu ra + Kiểu đầu ra: Relay hoặc Transistor. + Tầm điện áp: 24.4 đến 28.8 VDC. + Dòng tải tối đa: 2A điểm; 8A common. Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 7 + Quá dòng: 7A với contact đóng. + Điện trở cách ly: nhỏ nhất 100 M. + Thời gian chuyển mạch: tối đa 10 ms. + Thời gian sử dụng: 10.000.000 với công tắc cơ khí; 100.000 với tốc độ tải. + Điện trở công tắc: tối đa 200 m. + Chế độ bảo vệ ngắn mạch: không có. 1.2.4. Nguồn cung cấp + Điện áp cấp nguồn: 20.4 đến 24.8 VDC + Dòng vào max load: 900mA tại 24 VDC + Cách ly điện ng vào: Không có + Thời gian duy trì khi mất nguồn: 10ms ở 24 VDC + Cầu chì bên trong: 2A, 250V  Nguồn cấp cho sensor: + Tầm điện áp ra: 15.4 đến 28.8 VDC + Dòng ra tối đa: 280mA + Độ gợn sóng: Giống như nguồn cấp vào + Cách ly: không có  Chế độ làm việc: PLC có 3 chế độ làm việc: + RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình từng bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ RUN sang STOP nếu trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP. + STOP: Cư ng bức PLC dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ STOP. Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 8 + TERM: Cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC ở chế độ RUN hoặc STOP. 1.2.5. ng 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 (Point to Point Interface) là 9600 bauds. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là 300 38.400 bauds. Bảng 1.1: Chân và chức năng của cổng truyền thông Hình 1.1: Sơ đồ chân của cổng truyền thông Để ghép S7-200 với các máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC PPI với bộ chuyển dổi RS232/RS485, theo Hình 1.2: Chân Ch n n 1 GND 2 24 VDC 3 Tín hiệu A của RS485 (RxD/TxD+) 4 RTS ( theo mức TTL) 5 GND 6 +5 VDC 7 Nguồn cấp 24 VDC 120mA max 8 Tín hiện B RS485 (RxD/TxD-) 9 Chọn lựa cách giao tiếp Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 9 Hình 1.2: Gh p nối S7- v i máy t nh qua cổng RS 1.2.6. Mở rộng c ng vào ra Có thể mở rộng ng vào ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào PLC các module mở rộng về phía bên phải của CPU. CPU 224 có thể ghép nhiều nhất 7 module theo Bảng 1.2: Bảng 1.2. Định địa chỉ cho các module mở rộng Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 10 Các module mở rộng Digital hay Analog đều chiếm chổ trong bộ đệm, tương ứng với số đầu vào ra của các module. Các module 5 và 6 dùng để kết nối mạng Profibus và AS-Interface. 1.2.7. Mô đun tương tự vào/ra (i/o)  Thiết bị đầu vào tương tự: + Cảm biến lưu lượng + Cảm biến áp suất + Cảm biến nhiệt + Cảm biến phân tích + Cảm biến vị trí + Biến trở + Cảm biến mực chất lỏng + Thiết bị đo tốc độ  PLC S7-200 có các module analog mở rộng sau: + EM231: 4 ng vào analog + EM232: 2 ng ra analog + EM235: 4 ng vào và 1 ng ra analog  Đặc tính chung + Trở kháng vào input >= 10 MΩ + Bộ lọc đầu vào input 3db tại 3.1Khz + Điện áp cực đại cung cấp cho module: 30 VDC + Dòng điện cực đại cung cấp cho module: 32mA + Có LED báo trạng thái + Có núm ch nh OFFSET và ch nh độ lợi (GAIN) Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 11  Đầu vào + Phạm vi áp ng vào + - 10V + Phạm vi dòng điện ng ra 0 → 20 mA + Có các bộ chuyển đổi ADC, DAC 12 bit + Thời gian chuyển đổi analog sang digital < 25µs + Đáp ứng đầu vào của tín hiệu tương tự: 1.5ms đến 95% Chế độ mode chung: Điện áp vào đầu cộng của chế độ mode chung nhỏ hơn hoặc bằng 12 V.  Kiểu dữ liệu đầu vào input: + Kiểu không dấu ( đơn cực ) tầm từ 0 đến 32000 + Kiểu dữ liệu có dấu ( đa cực ) tầm từ - 32000 đến 32000  Kiểu dữ liệu đầu ra Output + Phạm vi điện áp ng ra + - 10V + Phạm vi dòng điện ng ra: 0 đến 20mA + Độ phân giải - Điện áp 12 bit - Dòng điện 11 bit + Thời gian gửi tín hiệu đi: - Điện áp: 100us - Dòng điện 2ms Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 12 Hình 1.3. Sơ đồ kết nối thiết bị ngoại vi v i EM 5 Tín hiệu được đưa vào các đầu vào A+, A-, B+, B-, C+, C-, sau đó qua các bộ lọc nhiễu, qua bộ đệm, bộ suy giảm, bộ khuyếch đại rồi đưa đến khối chuyển đổi ADC, chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số 12bit. 12 bít dữ liệu này được cài đặt bên trong word ng vào analog của CPU. Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 13 Hình 1.4. Sơ đồ khối ngõ ra của EM 5 Các chú ý khi cài đặt ng ra analog + Chắc chắn rằng nguồn 24 VDC cung cấp không bị nhiễu và ổn định. + Xác định được Module. + Dùng dây cảm biến ngắn nhất nếu có thể. + Sử dụng dây bọc giáp cho cảm biến và dây ch dùng cho một mình cảm biến. + Tránh đặt các dây tín hiệu song song với dây có năng lượng cao. Nếu hai 2 dây bắt buộc phải gặp nhau thì bắt chéo chúng về phía bên phải. 1.2.8. Nguyên lý hoạt động 1.2.8.1. Các ngõ vào ra I O Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các module vào (các đầu vào của PLC), các cơ cấu chấp hành được nối với các module ra (các đầu ra của PLC). Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 14 Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là 12 24VDC hoặc 100 240VAC. Mỗi đơn vị I O có duy nhất một địa ch , các hiển thị trạng thái của các kênh I O được cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dễ dàng và đơn giản. Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON, OFF) để thực hiện việc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra . Hình 1.5: Hoạt động I O của PLC Hình 1.6: PLC gh p nối v i thiết bị ngoại vi. Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 15 1.3. Phƣơn pháp lập trình pl s7 – 200 Quan hệ giữa chương trình và các ng vào ra Hoạt động cơ bản của PLC bao gồm các bước: + CPU đọc trạng thái ng vào + Thực hiện chương trình logic chứa trong bộ nhớ. + CPU xuất dữ liệu đến ng ra Chương trình của PLC bao gồm một dãy các tập lệnh. PLC S7 – 200 thực hiện chương trình bắt đầu từ tập lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lệnh lập trình cuối trong một vòng quét. Hình 1.7: Quan hệ giữa chương trình PLC và các ngõ vào ra Chương trình của PLC bao gồm một dãy các tập lệnh. PLC S7-200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lập trình cuối trong một vòng quét. Cách lập trình cho PLC S7-200 nói riêng và cho các PLC nói chung dựa trên hai phương pháp cơ bản. Phương pháp hình thang (Ladder, viết tắt là LAD) và phương pháp liệt kê lệnh (Statement List, viết tắt là STL). Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 16 Nếu có một chương trình viết dưới dạng LAD, thiết bị lập trình sẽ tự động tạo ra một chương trình theo dạng STL tương ứng. Tuy nhiên không phải mọi chương trình viết dưới dạng STL đều có thể chuyển sang được dạng LAD. Đối với thiết bị điều khiển lập trình PLC S7 - 200, ta không thể lập trình trực tiếp ngay trên nó được mà phải lập trình gián tiếp bằng cách sử dụng phần mềm STEP 7 – Micro WIN. Phần mềm này đều có thể cài đặt được trên các máy lập trình họ PG7xx hoặc các máy tính cá nhân. Công việc lập trình là ta sử dụng máy tính để tiến hành lắp ghép các lệnh cơ bản lại với nhau nhằm thỏa mãn những yêu cầu đề ra của quy trình công nghệ rồi sau đó mới chuyển vào PLC để điều khiển. Các lệnh này thường ở 2 dạng LAD và STL.  Phương pháp LAD: LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa, những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơle. Trong chương trình LAD, các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như sau: + Tiếp điểm: là biểu tượng (Symbol) mô tả các tiếp điểm của rơ le. - Tiếp điểm thường mở - Tiếp điểm thương đóng + Cuộn dây (coil):   là biểu tượng mô tả rơle, được mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơ le. + Hộp (Box): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có 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 mắc đúng chiều dòng điện. + Mạng LAD: Là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 17 bên trái là dây pha, đường nguồn bên phải là dây trung tính và cũng là đường trở về nguồn cung cấp (thường không được thể hiện khi dùng chương trình STEP 7 MICRO DOS hoặc STEP 7 – MICRO WIN. Dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đến đóng các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn. 1.4. Cấu trú hƣơn trình s7 – 200 Khi viết chương trình cho S7-200, tùy theo yêu cầu của quy trình công nghệ mà chương trình có thể thực hiện theo nhiều cấu trúc lập trình khác nhau. Trong thực tế cấu trúc lập trình của một chương trình thường được phổ biến theo 2 dạng. 1.4.1. Cấu trúc lập trình kiểu tuần tự Lập trình tuần tự là kiểu lập trình bằng cách chia nhỏ bài toán ra làm nhiều bước khác nhau, mỗi bước thực hiện một chức năng của chương trình và ch thực hiện khi hội đủ các điều kiện của nó. Các bước trong chương trình có liên quan mật thiết với nhau có thể biểu diễn theo dạng khối như hình 1.8: Hình 1.8. Sơ đồ khối kiểu lập trình tuần tự Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 18 Tín hiệu tác động là tín hiệu do con người tác động (chẳng hạn nút nhấn khởi động), tín hiệu reset là tín hiệu chung cho tất cả các bước (nút dừng hệ thống ), tín hiệu chuyển trạng thái là tín hiệu đưa ra điều khiển các thiết bị chấp hành khi bước đó đã hội đủ điều kiện, tín hiệu điều kiện chuyển bước có thể là tín hiệu lấy từ tín hiệu chuyển trạng thái bước trên qua timer hoặc qua một cổng logic nào đó. 1.4.2. Tập lệnh cơ ản s7 - 200 1.4.2.1. Lệnh vào ra  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 ng vào PLC có địa ch là 1. Dạng LAD Dạng STL Q 0.0I0.0 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 ng vào PLC có địa ch là 1 Dạng LAD Dạng STL Q0.0I0.0 LDN I0.0 = Q0.0 Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 19 Hình 1.9: Mô tả lệnh LD và LDN  Output ( ): Lệnh sao chép nội dung của bit đầu tiên trong ngăn xếp vào bit được ch định trong lệnh. Nội dung ngăn xếp không bị thay đổi. 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) 1.4.2.2. Các lệnh ghi xóa giá trị cho tiếp điểm:  Lệnh SET ( S ) và RESET ( R ) Hai lệnh này 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 Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 20 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. Ví dụ: Khi tiếp điểm I0.0 đóng lệnh Set hoặc Reset sẽ đóng (ngắt) một mảng gồm n (5) tiếp điểm kể từ Q0.0. Q0.0I0.0 s 5 Q0.0I0.0 R 5 Bảng 1. : Mô tả lệnh S (Set) và R (Reset) : STL LAD Mô tả Toán hạng S S-bit n S bit n ──( S ) Đóng một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ địa ch S- bit S-bit: I, Q, M, SM, T, C,V(bit) n (byte): IB, QB, MB, SMB, VB, AC R S-bit n S bit n ──( R ) Ngắt một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ S-bit. Nếu S-bit lại ch vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xoá bit đầu ra của Timer Counter đó. SI S-bit n S bit n ──( SI ) Đóng tức thời một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ địa ch S-bit S-bit: Q (bit) n(byte): IB, QB, MB, SMB, VB, AC RI S-bit n S bit n ──( RI ) Ngắt tức thời một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ địa ch S-bit Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 21 1.4.3. c 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.  AND (A) Dạng LAD Dạng STL Q0.0I0.0 I0.1 LD I0.0 A I0.1 = Q0.0  AND NOT (AN) Tín hiệu ra sẽ là nghịch đảo của tín hiệu vào. Dạng LAD Dạng STL Q0.0I0.0 I0.1 LD I0.0 AN I0.1 = Q0.0 Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 22  OR (O). Tín hiệu ra sẽ bằng 1 khi ít nhất có một tín hiệu vào bằng 1. Dạng LAD Dạng STL I0.0 I0.1 Q0.0 LD I0.0 O I0.1 = Q0.0  OR NOT (ON) Dạng LAD Dạng STL I0.0 Q0.0 I0.1 LD I0.0 O I0.1 = Q0.0 1.4.4. c lệnh về tiếp điểm đặc biệt:  Tiếp điểm tác động cạnh xuống, tác động cạnh lên: NOT N P Có thể dùng các lệnh tiếp điểm đặc biệt để phát hiện sự chuyển tiếp trạng thái của xung (sườn xung) và đảo lại trạng thái của dòng cung cấp (giá trị đ nh của ngăn xếp). LAD sử dụng các tiếp điểm đặc biệt này để tác động vào dòng cung cấp. Các tiếp điểm đặc biệt này không có toán hạng riêng của chúng vì thế phải đặt chúng phía trước cuộn dây hoặc hộp đầu ra. Tiếp điểm Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 23 chuyển tiếp dương âm (các lệnh trước và sườn sau) có nhu cầu về bộ nhớ, bởi vậy đối với CPU 224 có thể sử dụng nhiều nhất là 256 lệnh. Dạng LAD Dạng STL I0.0 Q0.0 P I0.0 Q0.1 N I0.0 Q0.2 NOT LD I0.0 EU = Q0.0 LD I0.0 ED = Q0.1 LD I0.0 NOT = Q0.2 Q0.0 Q0.2 Q0.1 I0.0 Hình 1.10: Giản đồ thời gian các tiếp điểm đặc biệt Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 24  Tiếp điểm trong vùng nhớ đặc biệt: + SM0.0: Vòng quét đầu tiên thì mở nhưng từ vòng quét thứ 2 trở đi thì đóng. + SM0.1: Ngược lại với SM0.0, vòng quét đầu tiên tiếp điểm này đóng, kể từ vòng quét thứ 2 thì mở ra và giữ nguyên trong suốt quá trình hoạt động. + SM0.4: Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kì là 1 phút. + SM0.5: Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kì là 1 giây. 1.4.5. c lệnh thời gian (Timer)  Các lệnh điều khiển thời gian Timer : Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều khiển vẫn thường gọi là khâu trễ. Nếu kí hiệu tín hiệu (logic) vào là x(t) và thời gian trễ tạo ra bằng Timer là τ thì tín hiệu đầu ra của Timer đó sẽ là x (t – τ) S7-200 có 64 bộ Timer (với CPU 212) hoặc 128 Timer (với CPU 214) được chia làm 2 loại khác nhau: + Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (On-Delay Timer), kí hiệu là TON. + Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), kí hiệu TONR. + Hai kiểu Timer của S7-200 (TON và TONR) phân biệt với nhau ở phản ứng của nó đối với trạng thái ng vào. Cả hai 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 Luận Văn Tốt Nghiệp Trang 25 không tính khoảng thời gian khi đầu vào có giá trị logic 0 vào thời gian trễ tín hiệu đặt trước. Khi đầu vào có giá trị logic bằng 0, TON tự động Reset còn TONR thì không. Timer TON được dùng để tạo thời gian trễ trong một 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 độ phân giải khác nhau, độ phân giải 1ms, 10ms và 100ms. Thời gian trễ τ được tạo ra chính là tích của độ phân giải của bộ Timer được chọn và giá trị đặt trước cho Timer. Ví dụ có độ phân giải 10ms và giá trị đặt trước 50 thì thời gian trễ là 500ms.  Cú pháp khai báo sử dụng Timer như sau: Bảng 1.4: Mô tả k hiệu và đặt t nh Timer LAD Mô tả Toán hạng Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TON để tạo thời gian trễ tính từ khi đầu vào IN được kích. Nếu như giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT thì T-bit có giá trị logic bằng1. Có thể Reset Timer kiểu TON bằng