ĐiỀu khiỂn lẬp trÌnh plc
TRANSCRIPT
TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
GIÁO TRÌNH
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
DÙNG CHO HỆ CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)
Chủ biên: Th.S Trần Ngọc Bình
TP. HỒ CHÍ MINH – THÁNG 9 NĂM 2012
TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
GIÁO TRÌNH
ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
DÙNG CHO HỆ CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)
Chủ biên: Th.S Trần Ngọc Bình
TP. HỒ CHÍ MINH – THÁNG 9 NĂM 2012
Một vài năm gần đây, do yêu cầu tự động hóa công nghiệp trong xã
hội ngày càng tăng, các trường đào tạo kỹ thuật đều có thêm ngành học mới
với nhiều tên gọi khác nhau như: Điều khiển tự động, tự động hóa, điều
khiển học, …. nhằm mục đích đào tạo cho xã hội những kỹ sư, công nhân
kỹ thuật để phục vụ trong trong các cơ quan, xí nghiệp được trang bị những
hệ thống tự động điều khiển với qui mô lớn và hiện đại. Do chương trình
đào tạo của các trường hiện nay chưa được thống nhất và tài liệu về chuyên
ngành này chưa được hệ thống hóa, điều này làm cho người dạy và người
học trong lĩnh vực này gặp nhiều khó khăn khi cần tham khảo.
“Giáo Trình Điều Khiển Lập Trình PLC” được biên soạn theo
chương trình khung, trình độ cao đẳng chính quy nhằm mục đích hỗ trợ cho
việc dạy và học các môn chuyên ngành kỹ thuật trong trường Cao Đẳng
Giao Thông Vận Tải TPHCM. Đồng thời, giáo trình cũng là tài liệu tham
khảo của cán bộ, công nhân kỹ thuật nhằm củng cố thêm kiến thức chuyên
ngành, tiếp cận nhanh với các thiết bị tự động hiện đại được sử dụng trong
các ngành công nghiệp.
Tuy tác giả đã có nhiều cố gắng trong quá trình biên soạn, nhưng
giáo trình chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được
sự góp ý, bổ sung của quý độc giả và đồng nghiệp để giáo trình có chất
lượng tốt hơn.
Trân trọng!
TP. HCM, ngày 30 tháng 09 năm 2012
MỤC LỤC
Trang
Chương 1: Tổng quan về điều khiển lập trình 1
1.1. Các loại điều khiển trong công nghiệp 1
1.2. Ưu điểm của PLC 2
1.3. Các ứng dụng của PLC trong thực tế 2
Chương 2: Cấu trúc và phương thức hoạt động của PLC 4
2.1. Cấu trúc của một PLC 4
2.2. Các khối của PLC 8
2.3. Các ngõ vào ra và cách kết nối 12
2.4. Xử lý chương trình 13
2.5. Các phương pháp lập trình (LAD, STL, FBD) 15
Chương 3: Các phép toán nhị phân của PLC 17
3.1. Các liên kết logic 17
3.2. Tập lệnh 21
3.3. Timer 23
3.4. Counter 26
3.5. Các thí dụ 29
Chương 4 : Các phép toán số của PLC 37
4.1. Chức năng truyền dẫn 37
4.2. Chức năng so sánh 38
4.3. Chức năng dịch chuyển 39
4.4. Chức năng biến đổi 40
4.5. Chức năng toán học (cộng, trừ, nhân, chia) 41
4.6. Chức năng số (trị tuyện đối , căn , sin ,cos) 42
Chương 5: Xử lý tín hiệu Analog EM235 47
5.1. Tín hiệu analog 47
5.2. Biểu diễn giá trị analog 48
5.3. Kết nối ngõ vào ra analog 50
5.4. Hiệu chỉnh giá trị analog 53
Chương 6: Thao tác trên phần mềm S7 – 200 64
6.1. Khởi động phần mềm. 64
6.2. Giao diện màn hình. 66
6.3. Các bước thực hiện một dự án. 72
Chương 7: Các họ PLC khác 81
7.1 Họ Omron.
81
7.2 Họ Mitsubishi.
95
Tài liệu tham khảo 96
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 1 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
1.1. Các loại điều khiển trong công nghiệp.
1.1.1. Hệ thống điều khiển là gì ?
Hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết bị và dụng cụ điện tử, nó dùng để
vận hành một quá trình một cách chính xác và thông suốt.
1.1.2. Hệ thồng điều khiển dùng rơle.
Trƣớc khi có PLC ngƣời ta điều khiển hệ thống bằng contactor, rơle điện
từ, bộ định thời, bộ đếm. Hệ thống này đƣợc liên kết với nhau để trở thành một
hệ thống hoàn chỉnh. Hệ thống dùng relays rất phức tạp : nhiều dây kết nối, thiết
bị cồng kềnh rất khó sửa chữa bảo trì khi hƣ hỏng, không thể thực hiện đƣợc
những công việc mang tính phức tạp cao, hơn nữa khi có yêu cầu thay đổi về
điều khiển thì bắt buộc phải thiết kế lại và nối dây lại từ đầu.
1.1.3. Hệ thống điều khiển dùng vi xử lý :
Hệ thống điều khiển dùng vi xử lý ra đời đã khắc phục đƣợc một số nhƣợc
điểm của hệ thống dùng rơle nhƣ sơ đồ nối dây và một số ƣu điểm khác nhƣ khả
năng nhớ và thực hiện đƣợc những chức năng phức tạp mà hệ thống điều khiển
bằng rơle không thực hiện đƣợc. Tuy nhiên, hệ thống điều kiển bằng vi xử lý
vẫn tồn tại một số nhƣợc điểm là : khó lập trình và vấn đề xử lý nhiễu.
1.1.4. Hệ thống điều khiển dùng PLC
Với những khó khăn và phức tạp khi thiết kế hệ thống dùng rơle điện,
những năm 80, ngƣời ta chế tạo ra các bộ điều khiển có lập trình nhằm nâng cao
độ tin cậy, ổn định, đáp ứng hệ thống làm việc trong môi trƣờng công nghiệp
khắc nghiệt nhƣ nhiệt độ cao, độ ẩm lớn … đêm lại hiệu quả kinh tế cao. Đó là
bộ lập trình đƣợc PLC, đƣợc chuẩn hoá theo ngôn ngữ Anh Quốc là
Programmable Logic Controller (viết tắt là PLC). PLC là sự kết hợp của hệ
thống điều khiển dùng vi xử lý và rơle.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 1 2
1.2. Ƣu điểm của PLC
Ngƣời ta sử dụng PLC nhiều trong công nghiệp vì PLC có những ƣu
điểm :
- Độ ổn định, độ tin cây cao.
- Lắp đặt đơn giản.
- Rất dễ lập trình.
- Đáp ứng yêu cầu đòi hỏi mà không cần thây đổi phần cứng.
- Kích thƣớc nhỏ, gọn.
- Có thể nối mạng vi tính để giám sát hệ thống.
- Điều khiển linh hoạt đa dạng.
1.3. Các ứng dụng của PLC trong thực tế
Hiện nay PLC đã đƣợc ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản
xuất cả trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các
hệ thống đơn giản, chỉ có chức năng đóng/mở (ON/OFF) thông thƣờng đến các
úng dụng cho các lĩnh vực phức tạp đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các
thuật toán trong quá trình sản xuất. Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện
nay bao gồm :
- Hóa học và dầu khí: Định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống
ống dẫn, cân đong trong ngành hóa …
- Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hóa trong chế tạo máy, cân đong, quá
trình lắp đặt máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại,… -Bột giấy, giấy, xử
lý giấy : điều khiển máy băm, quá trình ủ bột, quá trình cán, gia nhiệt, …
- Thủy tinh và phim ảnh: quá trình đóng gói, thử nghiệm vật liệu, cân
đong, các khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy, …
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 1 3
- Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm
soát quá trình sản xuất, bơm (bia, nƣớc trái cây, …), cân đong, đóng gói,
hòa trộn, …
- Kim loại: điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), quy trình sản xuất, kiểm
tra chất lƣợng.
- Năng lượng: điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các
turbin, …), các trạm cần hoạt động tuần tự khai thác vật liệu một cách tự
động (than, gỗ, dầu mỏ, …).
CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP
Câu 1: Trình bày những ƣu điểm của PLC trong kỹ thuật điều khiển?
Câu 2: Hãy so sánh những ƣu, khuyết điểm của các hệ thống đều khiển
rơle, hệ thống điều khiển vi xử lý và hệ thống điều khiển PLC?
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 4
CHƢƠNG 2: CẤU TRÚC VÀ PHƢƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA PLC
2.1. Cấu trúc của một PLC
PLC của hãng Siemens hiện có các loại sau : S7-200, S7-300, S7 – 400...
PLC S7–200 có các loại CPU sau : CPU 212, CPU 214, CPU 216, CPU 221,
CPU 222, CPU224 …
2.1.1. Cấu trúc phần cứng
Hình 2.1: Cấu trúc phần cứng của PLC S7-200
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 5
Trong đó:
1: Chân cắm cổng ra.
2: Chân cắm cổng vào
3: Các đèn trạng thái: SF, RUN, STOP.
4: Đèn xanh ở cổng vào chỉ trạng thái tức thời của cổng vào.
5: Cổng truyền thông
6: Đèn xanh ở cổng ra chỉ định trạng thái tức thời của cổng ra.
7: Công tắc
CPU 224 bao gồm:
- Dung lƣợng bộ nhớ chƣơng trình 2K.
- Dung lƣợng bộ nhớ dữ liệu 2K.
- Có 14 cổng vào 10 cổng ra.
- Có thể thêm vào 7 Modul mỡ rộng kể cả Modul Analog.
- Có 128 timer, 180 couter, 688 bits nhớ đặc biệt.
- Có các chế độ ngắt và xử lý ngắt.
- Có 3 bộ đếm tốc độ cao.
- Có 2 bộ điều chỉnh tƣơng tự.
- Toàn bộ dung lƣợng nhớ không bị mất dữ liệu trong thời gian 190 giờ kể
từ khi PLC mất điện.
Các đèn báo trên CPU:
- SF : đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng ( đèn đỏ ).
- RUN : PLC đang ở chế độ làm việc ( đèn xanh ).
- STOP : PLC đang ở chế độ dừng (đèn vàng ).
- Ixx, Qxx: chỉ định trạng thái tức thời cổng (đèn xanh ).
Công tắc chọn chế độ làm việc :
- RUN : Cho phép PLC thực hiện chƣơng trình trong bộ nhớ, PLC sẽ
chuyển từ RUN qua STOP nếu gặp sự cố .
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 6
- STOP : PLC dừng công việc thực hiện chƣơng trình ngay lập tức.
- TERM: Cho phép máy lập trình quyết định chế độ làm việc của PLC.
Dùng phần mềm điều chỉnh RUN, STOP.
Pin và nguồn nuôi bộ nhớ:
Nguồn nuôi dùng để ghi chƣơng trình hoặc nạp một chƣơng trình mới.
Nguồn pin đƣợc sử dụng để tăng thời gian lƣu giữ cho các dữ liệu có
trong bộ nhớ. Nguốn pin tự động chuyển sang trạng thái tích cực nếu dung lƣợng
tụ nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không
bị mất đi.
2.1.2. Cấu trúc bộ nhớ:
Bộ nhớ của S7-200 đƣợc chia làm 3 vùng :
Vùng nhớ chƣơng trình: Dùng để lƣu trữ các lệnh chƣơng trình.
Vùng nhớ dữ liệu: lƣu trữ dữ liệu chƣơng trình, kết quả phép toán, hằng
số đƣợc định nghĩa trƣớc, nó có thể truy nhập theo từng byte, bit hoặc từ.
Vùng dữ liệu: Lƣu giữ dữ liệu chƣơng trình : kết quả phép tình, hằng số
đƣợc định nghĩa trong chƣơng trình. Là vùng nhớ động nó có thể truy
nhập theo từng Bit, Byte, Word và Double Word
o Miền V (variable) : V0 V4095
o Vùng đệm cổng vào I: I0.x I7.x (x có gía trị từ 0 7)
o Vùng đệm cổng ra Q: Q0.x Q7.x (x có gía trị từ 0 7)
o Vùng nhớ nội M ( Internal Memory) : M0.x M31.x (x = 0 7 )
o Vùng nhớ đặc biệt: Specisal memory bits SM0.x –SM85.x (x =0 7).
o Vùng đệm cổng vào tƣơng tự AIW0 – AIW30.
Vùng đối tƣợng:
o Timer: T0 T255
o Counter : C0 C255
o Vùng đệm cổng vào tƣơng tự AIW0 – AIW62
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 7
o Vùng đệm cổng ra tƣơng tự AQW0 – AQW62
o Thanh ghi : Ac 0, AC 1 ,AC 2, AC 3.
o Bộ đếm tốc độ cao : hight counter HSC0 HSC4
Vùng nhớ thông số: Lƣu trữ các từ khoá, địa chỉ tạm thời.
Ngoài ra CPU 224 cho phép mỡ rộng nhiều nhất 7 modul. Các modul
tƣơng tự và số đều có trong S7-200. Có thể mở rộng cổng vào ra của PLC bằng
cách ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên phải của CPU thành
một móc xích. Địa chỉ của các modul đƣợc xác định bằng kiểu vào ra và vị trí
của các modul trong móc xích.
CPU 224 Modul
0 4/4
Modul 1
8 vào
Modul 2
3/1 analog
Modul 3
8 ra
Modul 4
3/1 analog
I0.0
Q0.0
I2.0 I3.0 AIW 0 Q3.0 AIW 8
I0.1
Q0.1
I2.1 I3.1 AIW 2 Q3.1 AIW 10
I0.2
Q0.2
I2.2 I3.2 AIW 4 Q3.2 AIW 12
I0.3
Q0.3
I2.3 I3.3 Q3.3
I0.4
Q0.4
Q2.0 I3.4 AIW 0 Q3.4 AIW 4
I0.5
Q0.5
Q2.1 I3.5 Q3.5
I0.6
Q0.6
Q2.2 I3.6 Q3.6
I0.7
Q0.7
Q2.3 I3.7 Q3.7
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 8
I1.0
Q1.0
I1.1
Q1.1
I1.2
Q1.2
I1.3
Q1.3
I1.4
Q1.4
I1.5
Q1.5
I1.6
Q1.6
2.2. Các khối của PLC
2.2.1. Khối Program Block:
Có 3 khối chính:
Khối OB1:Là khối chứa chƣơng tình chính và luôn đƣợc quét trong mỗi
chu kỳ quét, là khối lƣợng trong việc thiết kế chƣơng trình.
Khối chƣơng trình con: Là khối chứa chƣơng trình con, khối này sẽ
đƣợc thực thi khi nó đƣợc gọi trong chƣơng trình chính.
Khối chƣơng trình ngắt: Là khối chứa chƣơng trình ngắt, khối này sẽ
đƣợc thực thi khi có sự kiện xảy ra.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 9
Hình 2.2: Khối Program Block
Trong một chƣơng trình, luôn mặc định có một chƣơng trình chính Main,
chƣơng trình con SBR_0, và chƣơng trình ngắt INT_0. Ta có thể thêm hoặc xóa
một hoặc nhiều chƣơng trình con và chƣơng trình ngắt, bằng cách Click chuột
phải rồi chọn Insert Subroutine hay Interrupt. Tuy nhiên, chƣơng trình chính của
một chƣơng trình thì chỉ có một.
2.2.2. Khối Data Block:
Khối chứa dữ liệu của một chƣơng trình, ta có thể định dạng trƣớc dữ liệu
cho khối này và khi Download xuống PLC thì toàn bộ dữ liệu này sẽ đƣợc lƣu
trong bộ nhớ.
2.2.3. Khối System Block:
Có 10 khối chính:
Communication pots: Định dạng cho cổng giao tiếp bao gồm: Địa chỉ
PLC (PLC Address). Địa chỉ mặc định cho PLC là 2, ta có thể thay đổi địa chỉ
cho PLC khác 2, việc định địa chỉ cho PLC đóng vai trò quan trọng trong việc
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 10
kết nối máy. Ngoài ra trong Port giao tiếp ta cũng cần chọn, tốc độ Baud cho
việc truyền thông. Tốc độ Baud mặc định là 9600.
Retentive Ranges: Trong S7_200 cho phép ta chọn 5 phân vùng có thể
lƣu trữ dữ liệu khi mất điện, nếu ta chon vùng dữ liệu nào trong Retentive thì giá
trị của vùng đó sẽ vẫn không thay đổi khi mất điện, ngƣợc lại giá trị đó sẽ bị
reset về 0 khi mất điện.
Password: S7_200 có 3 mức (Level Password): để bảo đảm bảo mật về
bản quyền thông thƣờng ngƣời sử dụng nên chọn mức Password cao nhất. Số ký
tự trong Pasword tối đa là 8 ký tự.
Trƣờng hợp PLC đã cài Password thì ngƣời không có password không thể
upload chƣơng trình từ PLC, nhƣng ngƣợc lại có thể Download chƣơng trình
mới xuống PLC bằng cách gõ Clear PLC khi phần mềm hỏi Password khi
download. Trƣờng hợp khi ta gõ clear PLC thì toàn bộ dữ liệu cũ sẽ hoàn toàn
mất.
Output table: Ngõ ra của PLC cho phép ta chọn trạng thái ON hay OFF
khi PLC chuyển từ trạng thái Run sang trạng thái Stop, chế độ mặc định của
phần mềm là tất cả trạng thái ngõ ra OFF khi chuyển trạng thái.
Input Filter: S7-200 cho phép ta chọn thời gian lọc của các tín hiệu ngõ
vào, thời gian lọc là thời gian mà ngõ vào phải không đổi trạng thái, trong
khoảng thời gian loc đó thì PLC mới cho phép nhận trạng thái đó.
Thời gian lọc mặc định: 6.4ms: Ngõ vào phải giữ trạng thái ON trong
khoảng thời gian >= 6.4ms thì PLC mới hiểu ngõ vào đó lên mức cao (mức 1).
Pulse catch bits: PLC cho phép ngƣời sử dụng chọn ngõ vào có thể bắt
những tín hiệu nhanh khi chu kỳ quét chƣa kịp quét, tín hiệu đó sẽ giữ cho đến
khi chu kỳ quét đó thực hiện.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 11
Configure led: PLC cho phép định dạng trạng thái của Led System fault,
hoặc Led diagnostics, trạng thái Led này cho phép ta định dạng màu cam, đó, …
khi chƣơng trình gặp sự cố.
Hình 2.3: Khối System Block
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 12
2.3. Ngõ vào ra và cách kết nối
2.3.1. Loại DC /DC / DC:
Nguồn cung cấp 24 VDC.
Đầu vào số 24 VDC.
Đầu ra số 24 VDC, Imax = 0,75A.
1M 1L 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M 2L 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1
1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L
24 VDC
Nguồn tải
24 VDC
Nguồn tải
24 VDC
Nguồn cung cấp cho PLC
Nguồn cung cấp cho ngõ vào PLC
24 VDC
Hình 2.4: Sơ đồ kết nối PLC loại DC/DC/DC
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 13
2.3.2. Loại AC /DC / Rơle:
Nguồn cung cấp : 85-264 VAC.
Đầu vào số : 24 VAC.
Đầu ra số : 5-30 VDC hoặc 5-250 VAC, Imax = 2A.
1L 0.0 0.1 0.2 0.3 2L 0.4 0.5 0.6 3L 0.7 1.0 1.0 N L
1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L
Nguồn cung cấp cho ngõ vào PLC24 VDC
Nguồn cung cấp cho PLC
85/264 VAC
Nguồn tải
5-30 VDC hoặc
5-250 VAC, Imax = 2A
Nguồn tải
5-30 VDC hoặc
5-250 VAC, Imax = 2A
Nguồn tải
5-30 VDC hoặc
5-250 VAC, Imax = 2A
Hình 2.5: Sơ đồ kết nối PLC loại AC/DC/RƠLE
2.4. Xử lý chƣơng trình
2.4.1. Cấu trúc chƣơng trình :
Các chƣơng trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm : chƣơng trình
chính (main program) sau đó đến các chƣơng trình con và các xử lý ngắt.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 14
2.4.2. Thực hiện chƣơng trình:
PLC thực hiện chƣơng trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp đƣợc gọi là
vòng quét (scan), mỗi vòng quét bao gồm các bƣớc sau :
- Đọc các ngõ vào.
- Xử lý yêu cầu.
- CPU tự kiểm tra và chẩn đoán lỗi.
- Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ra các ngõ ra.
Đọc ngõ vào
Gửi đến
ngõ ra
Tự chẩn đoán
Xử lý các
yêu cầu
Hình 2.6: Vòng quét (Scan) của PLC
AC/DC/RƠLE
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 15
PLC thực hiện chƣơng trình theo chu kỳ lặp, mỗi vòng lập đƣợc gọi là
vòng quét (scan). Mỗi vòng quét đƣợc bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ
các cổng vào số, tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chƣơng
trình. Trong từng vòng quét chƣơng trình thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh
kết thúc của khối OB (Block End). Sau giai đoạn thực hiện chƣơng trình là giai
đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số. Số vòng quét kết
thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi.
Thời gian thực hiện vòng quét phụ thuộc vào số câu lệnh trong một
chƣơng trình và khối dữ liệu truyền thông trong vòng quét đó. Nhƣ vậy giữa
việc đọc dữ liệu đối tƣợng để xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển
đến đối tƣợng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Nói
cách khác, thời gian thực hiện vòng quét càng ngắn thì thời gian thực hiện
chƣơng trình càng cao và ngƣợc lại.
2.4.3. Quy trình thiết kế hệ thống điều kiển dùng PLC :
Để chƣơng trình gọn gàng, dễ quan sát và không nhầm lẫn địa chỉ trong quá
trình thảo chƣơng trình cần thực hiện các yêu cầu sau :
Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống.
Xác định có bao nhiêu tín hiệu vào ra.
Lập bảng phân phối nhiệm vụ I / O (symbol table).
Xây dựng giải thuật.
Lập chƣơng trình.
Chạy thử (test).
2.5. Các phƣơng pháp lập trình
Cách lập trình cho S7- 200 nói riêng và cho các PLC của Siemen nói
chung dựa trên hai phƣơng pháp cơ bản : Phƣơng pháp hình thang (Ladder
Logic viết tắc là LAD), Phƣơng pháp liệt kê lệnh (Statement List viết tắt là
STL) và phƣơng pháp lập trình bằng cổng logic (FBD).
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 2 16
Nếu chƣơng trình đƣợc viết trong LAD thì thiết bị lập trình sẽ tạo một
chƣơng trình theo kiểu STL tƣơng ứng. Ngƣợc lại không phải mọi chƣơng trình
viết trong STL đều chuyển sang LAD đƣợc.
Ví dụ: Ta có mạch điện nhƣ sau:
Lập trình theo LAD
Lập trình theo STL
LD I0.0
A I0.1
= Q0.0
Lập trình theo FBD.
CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP
Câu 1: Hãy trình bày chức năng của các khối trong PLC?
Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ kết nối cổng vào ra của các loại PLC?
Câu 3: Hãy trình bày quy trình thiết kế một chƣơng trình dùng PLC? Nêu mục
đích khi lập quy trình thiết kế?
I0.0 I0.1 Q0.0
K
L1 L1
N P
&
I0.0
I0.1 Q0.0
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 17
CHƢƠNG 3: CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN CỦA PLC
3.1. Các liên kết logic
3.1.1. Các liên kết Logic
a. Hệ thống số :
PLC sử dụng hệ thống nhị phân đƣợc biểu diễn bằng hai con số 0 và 1. Số
0 còn đƣợc định nghĩa là mức logic thấp, công tắt hay nút nhấn đang hở, trạng
thái không làm việc của động cơ, đèn… Số 1 đƣợc định nghĩa là mức logic cao,
công tắt nút nhấn đang đóng, trạng thái làm việc của động cơ, đèn…
Số nhị phân có thể chuyển thành số thập phân bằng cách :
Giá trị = mức logic * số mũ của cơ số 2.
Ví dụ: số nhị phân 101 có giá trị là : 1.22 + 0.2
1 + 1.2
0 = 5 (thập phân)
Ngoài sử dụng số nhị phân, PLC còn sử dụng hệ thống số Hex hệ thập lục
phân.
Hệ thập lục phân sử dụng 16 con số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D,
E, F.
Chuyển qua hệ thập phân :
Ví dụ : 2AB = 2.162 + A.16
1 + B.16
0 = 683.
b. Các khái niệm xử lý thông tin :
Bit : là giá trị ô nhớ có giá trị logic là 0 hoặc 1.
Byte : gồm 8 bit.
Word : 1 từ gồm 2 byte.
Double word : gồm có 4 byte.
LSB MSB byte
Byte cao Byte thấp
word
Byte thấp Byte cao
Double word
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 18
1Kbyte = 210
byte.
1M byte = 220
byte.
3.1.2. Các phƣơng pháp truy nhập:
a. Truy nhập theo bit :
Tên miền + địa chỉ byte +.+ chỉ số bit.
VD : V150.4 : chỉ bit 4 của byte 150 thuộc miền V.
b. Truy nhập theo byte :
Tên miền + B + địa chỉ byte
VD : VB5 : chỉ byte 5 thuộc miền V.
c. Truy nhập theo từ :
Tên miền + W + địa chỉ byte thấp của từ trong miền
VD : VW100 : chỉ từ đơn 2 byte 100 và 101 thuộc miền V. Trong đó byte
100 có vai trò byte thấp.
d. Truy nhập theo từ ghép:
Tên miền + D + địa chỉ byte thấp của từ trong miền
VD : VD150 : chỉ từ ghép gốm 4 byte 150, 151, 152, 153 thuộc miền V,
trong đó byte 150 có vai trò là byte thấp.
3.1.3. Lệnh Logic và đại số Boole :
a. Lệnh NOT
Bảng trạng thái :
Hình 3.1: Bảng trạng thái cổng Not
Ký hiệu :
Hàm NOT thực hiện đảo giá trị mức Logic tại ngỏ vào.
Input Output
0 1
1 0
NOT
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 19
Giản đồ thời gian :
b. Lệnh AND
Bảng trạng thái :
Hình 3.2: Bảng trạng thái cổng And
Chƣơng trình :
c. Lệnh OR :
Bảng trạng thái :
Hình 3.3: Bảng trạng thái cổng Or
Chƣơng trình :
Input 1 Input 2 Output
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Input 1 Input 2 Output
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Input
Output
Q0.0 I0.0 I0.1
I0.0
I0.1
Q0.0
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 20
d. Lệnh NAND
Bảng trạng thái :
Hình 3.4: Bảng trạng thái cổng Nand
Chƣơng trình :
e. Lệnh NOR
Bảng trạng thái :
Hình 3.5: Bảng trạng thái cổng Nor
Chƣơng trình :
Input 1 Input 2 Output
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Input 1 Input 2 Output
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
NOT
I0.0
I0.1
Q0.0
NOT
I0.0
Q0.0 I0.1
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 21
f. Lệnh EX-OR
Bảng trạng thái :
Hình 3.6: Bảng trạng thái cổng Ex-Or
Chƣơng trình :
3.2. Tập lệnh
a. Lệnh kết thúc chƣơng trình (Output):
Ký hiệu :
b. Lệnh vào tiếp điểm (input):
LAD MÔ TẢ TOÁN HẠNG
n
Tiếp điểm thƣờng hở sẽ đƣợc đóng
khi n có giá trị logic 1 n = I, Q, M, SM, T, C.
n
Tiếp điểm thƣờng đóng sẽ đƣợc mở
khi n có giá trị logic 1 n = I, Q, M, SM, T, C.
c. Lệnh ra tiếp điểm (output):
LAD MÔ TẢ TOÁN HẠNG
Tiếp điểm sẽ đóng khi có dòng
điện chạy qua n = Q, M.
d. Lệnh SET và RESET:
Input 1 Input 2 Output
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
End
I0.0
I0.1
I0.1 I0.0
Q0.0
n
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 22
LAD MÔ TẢ TOÁN HẠNG
(
i = 1 255)
Lệnh Set sẽ đặt i bit kể từ bit thứ
n lên mức logic 1.
n = I, Q, M, SM, T, C.
(
i = 1 255)
Lệnh reset sẽ đặt i bit kể từ bit
thứ n xuống mức logic 0.
n = I, Q, M, SM, T, C.
Hình 3.7: Giản đồ thời gian lệnh Set, Reset
e. Các lệnh đặc biệt về tiếp điểm:
SM0.0
Ký hiệu :
SM0.0
Tiếp điểm luôn luôn đóng.
SM0.1
Ký hiệu :
SM0.0
Tiếp điểm cho ra một xung khi PLC chuyển từ Stop sang Run.
n
S
i
n
R
i
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 23
SM0.4
Ký hiệu :
SM0.4
Tiếp điểm phát xung nhịp chu kỳ 60s
SM0.5
Ký hiệu :
SM0.5
Tiếp điểm phát xung chu kỳ 1s.
Tiếp điểm phát hiện cạnh lên.
Ký hiệu:
P
Khi đầu vào lên mức cao thì tiếp điểm cho ra một xung.
Tiếp điểm phát hiện cạnh xuống
Ký hiệu :
N
Khi đầu vào xuống mức thấp thì tiếp điểm sẽ cho ra một xung. Độ rộng
xung bằng một chu kỳ quét.
3.3. Timer
Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu đầu ra so với đầu vào
Trong S7 –200 CPU 224 có 128 bộ timer chia làm thành hai loại khác
nhau.
Timer tạo thời gian trễ không nhớ TON (On Delay Timer)
Timer tạo thời gian trễ có nhớ TONR (Retentive On Delay Timer)
Timer tạo thời gian trễ không nhớ TOF (Off Delay Timer)
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 24
a. Ký hiệu :
Trong đó :
PT : Preset timer (0 - 32767)
Txx: T0 – T255
Toán hạng : VW, T, C, IW, MW …
Bộ TON và bộ TONR đƣợc chia thành 3 vùng với độ phân giải khác
nhau: 1ms, 10ms, 100ms.
b. Độ phân giải
Độ phân giải TON TOF TONR
1ms
10ms
100ms
T32 , T96
T33 T36
T97 T100
T37 T63
T101 T225
T32 , T96
T33 T36
T97 T100
T37 T63
T101 T225
T0 , T64
T1 T4
T65 T68
T69 T95
T5 T31
c. Hoạt động :
Cả hai loại timer TON và TONR tạo thời gian trễ khi tín hiệu đầu vào lên
mức cao. Nếu giá trị (thời gian ) tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trƣớc thì
ngõ ra tƣơng ứng của bộ định thời đƣợc kích hoạt.
Txx
PT
IN TONR
Txx
PT
IN TON
Txx
PT
IN TOF
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 25
Tín hiệu đầu vào xuống mức thấp thì TON tự động Reset còn TONR thì
không tự động Reset mà cần đến một tín hiệu tác động.
Thông thƣờng dùng lệnh Reset là phƣơng pháp duy nhất để đƣa bộ TONR
về mức thấp.
TOF tạo thời gian trễ khi tín hiệu đầu vào xuống mức thấp. Tín hiệu đầu
vào lên mức cao thì TOF tự động Reset.
d. Giản đồ thời gian
Timer TON
Hình 3.8: Giản đồ thời gian lệnh Timer On delay
Timer TOF
Hình 3.9: Giản đồ thời gian lệnh Timer Off delay
Timer TONR
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 26
Hình 3.10: Giản đồ thời gian lệnh Timer On-Off delay
3.4. Counter
Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sƣờn lên của xung trong S7 – 200.
Chia làm 2 loại :
Bộ đếm lên CTU (counter up), bộ đếm xuống CTD (counter down)
Bộ đếm lên đếm xuống (counter up down)
a. Ký hiệu
Đếm lên hoặc đếm xuống
Trong đó :
Cxx : C0 C47 hoặc C80 C127
Cxx
CTU CU
R
PV
Cxx
CTD CD
LD
PV
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 27
CU : đầu vào đếm lên
R : đầu vào reset
PV : Preset value (0 32767)
Đếm lên xuống
Cxx : C48 C79
CU : Đầu vào đếm lên
CD : Đầu vào đếm xuống
R : Đầu vào Reset
PV : - 32767 32767
b. Hoạt động:
Counter đếm lên (CTU): CTU thực hiện đếm lên (tăng lên 1) theo số
sƣờn cạnh lên của tín hiệu logic đầu vào CU. Khi giá trị hiện tại lớn hơn hoặc
bằng giá trị đặt (PV), ngõ ra đƣợc tác động lên mức logic cao. Nếu ngõ vào chân
reset (R) lên mức cao thì giá trị ngõ ra sẽ về mức 0.
Hình 3.11: Giản đồ thời gian lệnh Counter up
Cxx
CTUD
CU
CD
PV
R
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 28
Counter đếm xuống (CTD): Khi chân LD của CTD đƣợc kích lên mức
cao thì giá trị đếm sẽ đƣợc nạp cho bộ đếm. CTD sẽ giảm xuống 1 theo số sƣờn
cạnh lên của tín hiệu logic đầu vào CD. Khi giá trị hiện tại của bộ đếm bằng 0
thì ngõ ra của CTD sẽ đƣợc kích lên mức cao và CTD ngừng đếm.
Hình 3.12: Giản đồ thời gian lệnh Counter down
Counter đếm lên xuống: Khi có một cạnh lên ở chân CU, giá trị bộ đến
sẽ tăng lên mức logic cao. Khi có một cạnh lên ở chân CD, giá trị bộ đếm sẽ
giảm xuống 1. Khi giá trị hiện tại lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt PV, ngõ ra của
CTUD sẽ lên mức logic cao. Giá trị bộ đếm và ngõ ra sẽ xuống mức logic 0 khi
giá trị chân R lên mức cao.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 29
Hình 3.13: Giản đồ thời gian lệnh Counter up-down
3.5. Các ví dụ
Ví dụ 1:
Mô tả: Nhấn nút Start động cơ quay cùng chiều kim đồng hồ. Nhấn nút
Reverse động cơ quay ngƣợc chiều kim đồng hồ. Nhấn nút Stop động cơ dừng
hoạt động. Khi động cơ đang quay thuận thì không đƣợc phép quay nghịch mà
chỉ khi dừng mới đƣợc phép quay nghịch.
Yêu cầu : Lập bản phân phối nhiệm vụ.
Viết chƣơng trình điều khiển.
Mạch động lực:
M
K1 K2
L1 L2 L3
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 30
Bảng phân phối nhiệm vụ ( Symbol Table)
Hình 3.14: Bảng sysbol table
Sơ đồ nối dây:
Hình 3.15: Sơ đồ kết nối PLC
K1
ON
OFF
REVER
K2
LINE I0.0
I0.1
I0.2
COM
Q0.0
Q0.1
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 31
Chƣơng trình :
Hình 3.16: Chƣơng trình PLC
Ví dụ 2:
Mô tả : Nhấn nút Start động cơ quay cùng chiều kim đồng hồ. Nhấn nút
Reverse động cơ quay ngƣợc chiều kim đồng hồ. Nhấn nút Stop động cơ dừng
hoạt động. Khi động cơ đang quay thuận mà nhấn nút quay nghịch thì phải quay
nghịch.
Yêu cầu: Lập bản phân phối nhiệm vụ.
Chƣơng trình:
Ví dụ 3 : Cho sơ đồ mạch nhƣ hình sau. Hãy trình bày nguyên lý hoạt động của
các Network tƣơng ứng?
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 32
Giản đồ thời gian (nguyên lý hoạt động của các Network tƣơng ứng):
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 33
Ví dụ 4: Mạch điều khiển trò chơi.
Mô tả : Có 3 đấu thủ và một ngƣời điều khiển chƣơng trình. Trƣớc mặt
mỗi đối thủ có một nút nhấn. Khi có câu hỏi, đấu thủ sẽ bấm nút trƣớc mặt và
đƣợc quyền ƣu tiên trả lời. Lúc này đèn trƣớc mặt đối thủ đó sẽ sáng và các đối
thủ sẽ không bấm đƣợc đèn sáng. Đèn của đối thủ sẽ đƣợc tắt bởi đƣợc ngƣời dẫn
chƣơng trình.
Yêu cầu : Lập bản phân phối nhiệm vụ.
Viết chƣơng trình điều khiển.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 34
CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP
Câu 1: Hãy trình bày nguyên lý hoạt động của Timer On delay, Off delay và
TONR delay?
Câu 2: Hãy trình bày nguyên lý hoạt động của Counter CTU, counter CTD và
counter CTUD?
Câu 3: Thiết kế mạch điều khiển thang máy xây dựng.
Mô tả : Thang máy xây dựng đƣợc điều khiển để chuyển vật tƣ, thiết bị từ
thấp lên cao và ngƣợc lại. Nhấn nút Up thì motor năng gầu lên, gặp công tắc hành
trình motor dừng lại. Nhấn nút Down thì motor hạ gầu xuống, gặp công tắc hành
trình motor dừng. Khi năng gầu lên hoặc xuống nhấn nút Stop thì gầu dừng, lúc
này có thể năng gầu lên hoặc xuống tuỳ ý. Trong khi gầu đang chuyển động thì
đèn báo luôn chớp.
Yêu cầu : Lập bản phân phối nhiệm vụ.
Viết chƣơng trình điều khiển.
Câu 4: Viết chƣơng trình điều khiển mô hình băng tải nhƣ sau:
Nhấn nút ON nắp S1 mở ra đồng thời băng tải 1 hoạt động, 3s sau băng tải
2 hoạt động, 3s sau băng tải 3 hoạt động.
Nhấn nút OFF nắp S1 đóng lại, băng tải 1 dừng, 3s sau băng tải 2 dừng, 3s
sau băngtải 3 dừng.
Khi băng tải 1 quá tải thì nắp S1 đóng lại băng tải 1 dừng, 3s sau băng tải 2
dừng, 3s sau băngtải 3 dừng. Nhấn nút ON thì hệ thống làm việc trở lại.
Khi băng tải 2 quá tải thì nắp S1 đóng lại, băng tải 1 và 2 dừng, 3s sau băng tải 3
dừng.
Khi băng tải 3 quá tải thì tƣơngtự nhấn nút OFF.
Yêu cầu : Lập bản phân phối nhiệm vụ.
Xây dựng giải thuật.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 35
Câu 5: Mạch khởi động động cơ sao – tam giác.
Nhấn nút Start để khởi động động cơ, để đảm bảo an toàn chuông sẽ reo
trong 10s và đèn chớp đúng 10 lần. Sau đó động cơ hoạt động ở chế độ đấu sao.
Sau một khoảng thới gian định trƣớc đủ để động cơ đạt tốc độ nhất định, động cơ
chuyển sang hoạt động ở chế độ dấu tam giác.
Khi nhấn nút Stop động cơ dừng hoạt động.
Câu 6: Mạch điều khiển tuần tự 3 máy bơm.
Hệ thống 3 máy bơm đƣợc thiết lập theo chế độ sau, mỗi máy bơm hoạt
động trong 50 giây.
Nhấn nút Start động cơ hoạt động theo trình tự. Nhấn nút Stop 3 động cơ
dừng.
Máy 1 Máy 2 Máy 3
1
0
0
0
1
0
0
0
1
Băng tải 1
Băng tải 2
Băng tải 3
Vật liệu Nắp S1
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 36
Câu 7: Viết chƣơng trình điều khiển mô hình máy pha trộn chất lỏng có yêu cầu
nhƣ sau :
- Nhấn nút On hệ thống hoạt động.
- Khi hoạt động Va bơm nƣớc vào bồn, khi nƣớc đến S2 thì Va dừng Vb
hoạt động, khi nƣớc đến S3 thì Vb dừng, động cơ M quay 10s thì dừng Vc
hoạt động đổ nƣớc ra ngoài, khi nƣớc xuống đến S1 thì Vc đóng Va mở để
chu trình mới lập lai.
- Nhấn nút Off hệ thống dừng.
- Nhấn nút On trở lại thì chƣơng trình đang hoạt động ở đâu thì làm việc tại
đó.
Câu 8: Mạch nhấp nháy có số lần quy định trƣớc.
Khi nhấn nút ON thì đèn báo nhấp nháy với chu kỳ 5s, lặp lại 12 lần rồi dừng.
Nếu đang nháy nhấn nút OFF thì dừng, nhấn nút ON thì chu kỳ mới lập lại
Câu 9: Lập bảng phân phối nhiệm vụ, vẽ kết nối phần cứng và viết chƣơng trình
điều khiển hệ thống băng chuyền có yêu cầu nhƣ sau :
- Khi nhấn nút ON thì băng chuyền hộp hoạt động để kéo hộp.
- Khi hộp vào vị trí (Cảm biến S1 lên mức cao) thì băng chuyền hộp dừng.
Sau 2 giây băng chuyền táo hoạt động để chuyền táo vào hộp.
Vb Va
M
S1
S2
Vc
Hoá chất nƣớc
S3
nƣớc
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 3 37
- Cảm biến 2 (S2) sẽ đếm số lƣợng táo. Nếu số táo đủ 10 thì băng chuyền
táo dừng. Sau 2 giây băng chuyền hộp hoạt động.
- Hệ thống liên tục hoạt động cho đên khi nhấn nút OFF thì hệ thống dừng.
- Nếu vì sự cố nhƣ mất điện (không nhấn nút OFF) hệ thống dừng thì khi
nhấn nút ON hệ thống hoạt động lại ngay tại vị trí mất điện.
Hộp
Hộp
Hộp
Hộp
Băng chuyền táo
Băng chuyền hộp
S2
S1
Táo
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 4 37
CHƢƠNG 4: CÁC PHÉP TOÁN SỐ CỦA PLC
4.1. Chức năng truyền dẫn (lệnh giao tiếp Communication)
Lệnh truyền: XMT
Lệnh nhận: RCV
Trong đó:
TBL: Byte chứa số lƣợng byte cũng nhƣ
vị trí byte bắt đầu truyền qua cổng Port
giao tiếp.
Port: Chỉ port thực hiện việc truyền nhận
dữ liệu.
Ví dụ: Truyền chuỗi “TRI” qua cổng Port 0.
Lệnh truyền đƣợc thực hiện bằng lệnh XMT.
Trong đó:
3 là số byte cần truyền, đƣợc đƣa vào VB200.
“T” đƣợc đƣa vào byte VB201.
“R” đƣợc đƣa vào byte VB202.
“I” đƣợc đƣa vào byte VB203.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 4 38
Việc nhận dữ liệu qua port giao tiếp đƣợc thực hiện bằng 2 cách:
Nhận dữ liệu bằng lệnh RCV (hoàn toàn tƣơng tự việc truyền dữ liệu).
Nhận dữ liệu bằng cách dùng phƣơng pháp ngắt thông qua port giao
tiếp, phƣơng pháp này thƣờng đƣợc dùng nhiều hơn. Vì có thể quản lý đƣợc
số lƣợng buyte truyền nhận dễ dàng hơn.
4.2. Chức năng so sánh (Compare)
Khi lập trình nếu có các quyết định đƣợc thực hiện dựa trên kết quả của
việc so sánh thì có thể sử dụng các lệnh so sánh theo byte, word, double word,
real trong S7- 200.
Các phép so sánh thƣờng gặp trong toán học là : so sánh bằng, so sánh lớn
hơn hoặc bằng, so sánh nhỏ hơn hoặc bằng.
a. Phép so sánh bằng:
Ký hiệu
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 4 39
Tiếp điểm đóng khi n1 = n2
n1, n2 là số thực, counter, timer …
D, I, R,B, lần lƣợc là Double word, số tự nhiên, số thực, Byte.
b. Phép so sánh lớn hơn hoặc bằng :
Ký hiệu :
Tiếp điểm đóng khi n1 n2
c. Phép so sánh nhỏ hơn hoặc bằng :
Ký hiệu
Tiếp điểm đóng khi n1 n2
d. Phép so sánh lớn hơn, nhỏ hơn.
4.3. Chức năng dịch chuyển
n1
> = D
n2
n1
> = I
n2
n1
> = R
n2
n1
> = B
n2
n1
< = D
n2
n1
< = I
n2
n1
< = R
n2
n1
< = B
n2
n1
< I
n2
n1
< D
n2
n1
< R
n2
n1
< B
n2 n1
> D
n2
n1
> I
n2
n1
> R
n2
n1
> B
n2
n1
= = D
n2
n1
= = I
n2
n1
= = R
n2
n1
= = B
n2
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 4 40
Ngƣời ta dùng lệnh Mov để:
Nạp giá trị từ ngoài vào bộ nhớ.
Duy chuyển dữ liệu từ vùng nhớ này sang vùng nhớ khác, từ miền nhớ
này sang miền nhớ kia.
Xuất dữ liệu từ miền nhớ ra ngoài.
Trong S7-200 có các hàm Move sau:
Move _ B: Di chuyển giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Byte.
Move _ W: Di chuyển giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Word.
Move _ DW: Di chuyển giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Double word.
Move _ R: Di chuyển giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Dint.
4.4. Chức năng biến đổi
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 4 41
Tƣơng tự, ta có các hàm chuyển đổi sau:
I_ DI: Đổi số nguyên 16 bit sang số nguyên 32 bit.
DI_ I: Đổi số nguyên 32 bit sang số nguyên 16 bit.
DI_ I: Đổi số nguyên 32 bit sang số thực.
BCD_ I: Đổi số BCD 16 bit sang số nguyên 16 bit.
I_ BCD: Đổi số nguyên 16 bit sang số BCD.
Trong trƣờng hợp việc đổi từ số dung lƣợng nhỏ sang dung lƣợng lớn hơn
thì chƣơng trình luôn thực thi. Ngƣợc lại, nếu giá trị chuyển lớn hơn thì bị tràn ô
nhơ, chƣơng trình sẽ không thực thi và bit tràn SM1.1 sẽ lên mức cao (mức 1).
4.5. Chức năng toán học
a. Lệnh ADD (cộng )
b. Lệnh SUB (trừ )
c. Lệnh MUL (nhân)
ADD-R EN
IN 1
IN 2 OUT
SUB-R EN
IN 1
IN 2 OUT
ADD-I EN
IN 1
IN 2 OUT
ADD-DI EN
IN 1
IN 2 OUT
SUB-DI EN
IN 1
IN 2 OUT
SUB-I EN
IN 1
IN 2 OUT
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 4 42
Khi nhân 2 số thì dữ liệu sẽ tăng lên 4 byte.
d. Lệnh DIV chia
Khi chia 2 số phần thƣơng số sẽ đƣợc ghi ở 2 byte thấp, dƣ số đƣợc ghi ở
2 byte cao.
4.6. Chöùc naêng soá (trò tuyeän ñoái , caên , sin ,cos).
SQRT lệnh thực hiện việc lấy căn bậc 2 của số thực 32 bit.
Lệnh SM1.0
Kết qủa 0
SM1.1
Báo tràn
SM1.2
Kết quả âm
SM1.3
Chia cho 0
ADD-I-D-R-DI Có Có 1 Có Không
SUB-I-D-R-DI Có Có 1 Có Không
MUL-I-D-DI Có Không không
MUL-R Có Có 2 Không
DIV-I-D-DI Có Có 1 Có
DIV-R Có Có 2 Có
SQRT Có Có 2 Có Không
Có 1 : kết quả bị tràn ô nhớ.
Có 2 : tràn hoặc toán hạn không hợp kiểu.
MUL-R EN
IN 1
IN 2 OUT
DIV-R EN
IN 1
IN 2 OUT
MUL-I EN
IN 1
IN 2 OUT
MUL-DI EN
IN 1
IN 2 OUT
DIV-DI EN
IN 1
IN 2 OUT
DIV-I EN
IN 1
IN 2 OUT
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 4 43
CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP
Câu 1: Hãy trình bày các chức năng so sánh, chức năng dịch chuyển, chức năng
biến đổi trong PLC S7-200?
Câu 2: Thiết kế mạch điều khiển thang máy xây dựng.
Mô tả : Thang máy xây dựng đƣợc điều khiển để chuyển vật tƣ, thiết bị từ
thấp lên cao và ngƣợc lại. Nhấn nút Up thì motor năng gầu lên, gặp công tắc
hành trình motor dừng lại. Nhấn nút Down thì motor hạ gầu xuống, gặp công tắc
hành trình motor dừng. Khi năng gầu lên hoặc xuống nhấn nút Stop thì gầu
dừng, lúc này có thể năng gầu lên hoặc xuống tuỳ ý. Trong khi gầu đang chuyển
động thì đèn báo luôn chớp.
Yêu cầu : Lập bản phân phối nhiệm vụ.
Viết chƣơng trình điều khiển.
Câu 3: Viết chƣơng trình điều khiển mô hình băng tải nhƣ sau:
Nhấn nút ON nắp S1 mở ra đồng thời băng tải 1 hoạt động, 3s sau băng tải
2 hoạt động, 3s sau băng tải 3 hoạt động.
Nhấn nút OFF nắp S1 đóng lại, băng tải 1 dừng, 3s sau băng tải 2 dừng, 3s
sau băngtải 3 dừng.
Khi băng tải 1 quá tải thì nắp S1 đóng lại băng tải 1 dừng, 3s sau băng tải
2 dừng, 3s sau băngtải 3 dừng. Nhấn nút ON thì hệ thống làm việc trở lại.
Khi băng tải 2 quá tải thì nắp S1 đóng lại, băng tải 1 và 2 dừng, 3s sau băng tải 3
dừng.
Khi băng tải 3 quá tải thì tƣơngtự nhấn nút OFF.
Yêu cầu : Lập bản phân phối nhiệm vụ.
Xây dựng giải thuật.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 4 44
Câu 4: Mạch khởi động động cơ sao – tam giác.
Nhấn nút Start để khởi động động cơ, để đảm bảo an toàn chuông sẽ reo
trong 10s và đèn chớp đúng 10 lần. Sau đó động cơ hoạt động ở chế độ đấu sao.
Sau một khoảng thới gian định trƣớc đủ để động cơ đạt tốc độ nhất định, động
cơ chuyển sang hoạt động ở chế độ dấu tam giác.
Khi nhấn nút Stop động cơ dừng hoạt động.
Câu 5: Mạch điều khiển tuần tự 3 máy bơm.
Hệ thống 3 máy bơm đƣợc thiết lập theo chế độ sau, mỗi máy bơm hoạt
động trong 50 giây.
Nhấn nút Start động cơ hoạt động theo trình tự. Nhấn nút Stop 3 động cơ
dừng.
Máy 1 Máy 2 Máy 3
1
0
0
0
1
0
0
0
1
Băng tải 1
Băng tải 2
Băng tải 3
Vật liệu Nắp S1
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 4 45
Câu 6: Viết chƣơng trình điều khiển mô hình máy pha trộn chất lỏng có yêu cầu
nhƣ sau :
- Nhấn nút On hệ thống hoạt động.
- Khi hoạt động Va bơm nƣớc vào bồn, khi nƣớc đến S2 thì Va dừng Vb
hoạt động, khi nƣớc đến S3 thì Vb dừng, động cơ M quay 10s thì dừng Vc
hoạt động đổ nƣớc ra ngoài, khi nƣớc xuống đến S1 thì Vc đóng Va mở
để chu trình mới lập lai.
- Nhấn nút Off hệ thống dừng.
- Nhấn nút On trở lại thì chƣơng trình đang hoạt động ở đâu thì làm việc tại
đó.
Câu 7: Mạch nhấp nháy có số lần quy định trƣớc.
Khi nhấn nút ON thì đèn báo nhấp nháy với chu kỳ 5s, lặp lại 12 lần rồi
dừng. Nếu đang nháy nhấn nút OFF thì dừng, nhấn nút ON thì chu kỳ mới lập
lại
Câu 8: Lập bảng phân phối nhiệm vụ, vẽ kết nối phần cứng và viết chƣơng trình
điều khiển hệ thống băng chuyền có yêu cầu nhƣ sau :
- Khi nhấn nút ON thì băng chuyền hộp hoạt động để kéo hộp.
- Khi hộp vào vị trí (Cảm biến S1 lên mức cao) thì băng chuyền hộp dừng.
Sau 2 giây băng chuyền táo hoạt động để chuyền táo vào hộp.
Vb Va
M
S1
S2
Vc
Hoá chất nƣớc
S3
nƣớc
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 4 46
- Cảm biến 2 (S2) sẽ đếm số lƣợng táo. Nếu số táo đủ 10 thì băng chuyền
táo dừng. Sau 2 giây băng chuyền hộp hoạt động.
- Hệ thống liên tục hoạt động cho đên khi nhấn nút OFF thì hệ thống dừng.
- Nếu vì sự cố nhƣ mất điện (không nhấn nút OFF) hệ thống dừng thì khi
nhấn nút ON hệ thống hoạt động lại ngay tại vị trí mất điện.
Hộp
Hộp
Hộp
Hộp
Băng chuyền táo
Băng chuyền hộp
S2
S1
Táo
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 47
CHƢƠNG 5: XỬ LÝ TÍN HIỆU MODUL ANALOG EM235
5.1. Tín hiệu Modul Analog
Hãy so sánh việc cộng hai tín hiệu tƣơng tự (Modul Analog) với việc cộng
hai tín hiệu số (digital), công việc nào đơn giản hơn khi mà kỹ thuật số phát triển
nhƣ hiện nay?
Ta cần điều khiển nhiệt độ của một lò nung sao cho đạt đƣợc chất lƣợng
nào đó, làm thế nào để đo nhiệt độ về và xử lý nhiệt độ đó nhƣ thế nào trong bài
toán điều khiển?
Một trong những công cụ đƣợc sử dụng là module Modul Analog: Module
Modul Analog là một công cụ để xử lý các tín hiệu tƣơng tự thông qua việc xử
lý các tín hiệu số.
5.1.1. Analog input
Thực chất nó là một bộ biến đổi tƣơng tự - số (A/D). Nó chuyển tín hiệu
tƣơng tự ở đầu vào thành các con số ở đầu ra. Dùng để kết nối các thiết bị đo với
bộ điều khiển: chẳng hạn nhƣ đo nhiệt độ.
5.1.2. Analog output
Modul Analog output cũng là một phần của module Modul Analog. Thực
chất nó là một bộ biến đổi số - tƣơng tự (D/A). Nó chuyển tín hiệu số ở đầu vào
thành tín hiệu tƣơng tự ở đầu ra. Dùng để điều khiển các thiết bị với dải đo
tƣơng tự. Chẳng hạn nhƣ điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển
tốc độ biến tần 0-50Hz.
5.1.3. Nguyên lý hoạt động chung của các cảm biến và các tín hiệu đo chuẩn
trong công nghiệp.
Thông thƣờng đầu vào của các module Modul Analog là các tín hiệu điện
áp hoặc dòng điện. Trong khi đó các tín hiệu tƣơng tự cần xử lý lại thƣờng là các
tín hiệu không điện nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lƣu lƣợng, khối lƣợng . . . Vì
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 48
vậy ngƣời ta cần phải có một thiết bị trung gian để chuyển các tín hiệu này về tín
hiệu điện áp hoặc tín hiệu dòng điện – thiết bị này đƣợc gọi là các đầu đo hay
cảm biến.
Để tiện dụng và đơn giản các tín hiệu vào của module Modul Analog
Input và tín hiệu ra của module Modul Analog Output tuân theo chuẩn tín hiệu
của công nghiệp. Có 2 loại chuẩn phổ biến là chuẩn điện áp và chuẩn dòng điện.
Điện áp : 0 – 10V, 0-5V, 5V…
Dòng điện : 4 – 20 mA, 0-20mA, 10mA.
Trong khi đó tín hiệu từ các cảm biến đƣa ra lại không đúng theo chuẩn.
Vì vậy ngƣời ta cần phải dùng thêm một thiết chuyển đổi để đƣa chúng về chuẩn
công nghiệp.
Kết hợp các đầu cảm biến và các thiết bị chuyển đổi này thành một bộ
cảm biến hoàn chỉnh , thƣờng gọi tắt là thiết bị cảm biến, hay đúng hơn là thiết
đo và chuyển đổi đo ( bộ transducer).
Hình 5.1: Sơ đồ khối của tín hiệu
5.2. Biểu diễn giá trị Modul Analog EM235
EM 235 là một module tƣơng tự gồm có 4AI và 1AO 12bit (có tích hợp
Modul Analog Input
( A/D)
Các con số
Modul Analog
Output
( D/A)
Các con số
Đầu đo
Thiết bị
chuyển
đổi
Thiết bị cảm biến
Module Modul
Analog
Tín hiệu vào
không điện
0 – 10V
4-20 mA
Tín hiệu ra tƣơng tự
0 – 10 V
4 – 20 mA
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 49
các bộ chuyển đổi A/D và D/A 12bit ở bên trong).
Hình 5.2: Cấu trúc modul analog EM235
5.2.1. Các thành phần của module Modul Analog EM235.
Thành phần Mô tả
4 đầu vào tƣơng tự
đƣợc kí hiệu bởi
các chữ cái
A,B,C,D
A+ , A- , RA Các đầu nối của đầu vào A
B+ , B- , RB Các đầu nối của đầu vào B
C+ , C- , RC Các đầu nối của đầu vào C
D+ , D- , RD Các đầu nối của đầu vào D
1 đầu ra tƣơng tự (MO,VO,IO) Các đầu nối của đầu ra
Gain Chỉnh hệ số khuếch đại
Offset Chỉnh trôi điểm không
Switch cấu hình Cho phép chọn dải đầu vào và độ phân
giải
Hình 5.3: Các thành phần của modul analog EM235
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 50
5.3. Kết nối ngõ vào ra của Modul Analog
5.3.1. Sơ đố khối ngõ vào Modul Analog
Hình 5.4: Sơ đồ kết nối vào ra của modul analog EM235
Đầu vào tƣơng tự:
Với thiết bị đo đầu ra kiểu điện áp
RA
A+
A-
+
-
Điện áp
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 51
Với thiết bị đo tín hiệu đầu ra dòng điện:
Hoặc:
5.3.2. Sơ đồ khối ngõ ra Modul Analog
RA
A+
A-
4-20
mA
L+
M
-
+
RA
A+
A-
4-20
mA
PS
PS
M
+
-
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 52
Hình 5.5: Sơ đồ khối ngõ ra của modul analog
Đầu ra tƣơng tự:
5.3.3. Cấp nguồn cho Modul Analog:
MO
VO
IO
Tải điện áp
Tải dòng điện
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 53
Hình 5.6: Sơ đồ cấp nguồn của modul analog
5.3.4. Tổng quát cách nối dây:
Hình 5.7: Sơ đồ nối dây của modul analog
5.4. Hiệu chỉnh giá trị Modul Analog
5.4.1. Định dạng dữ liệu
a. Dữ liệu ngõ vào:
Ký hiệu vùng nhớ: AIWxx (Ví dụ AIW0, AIW2…)
M
L+
Nguồn
24 VDC
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 54
Định dạng:
Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0-10V,0-20mA):
MSB LSB
15 14 3 2 1 0
0 Dữ liệu 12 bit 0 0 0
Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào (áp, dòng)
thành giá trị số từ 032000.
Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ 10V, 10mA,):
MSB LSB
15 4 3 2 1 0
Dữ liệu 12 bit 0 0 0 0
Modul Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào
áp, dòng) thành giá trị số từ -3200032000.
b. Dữ liệu ngõ ra:
Ký hiệu vung nhớ AQWxx (Ví dụ AQW0, AQW2…)
Định dạng dữ liệu
+ Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0-10V,4-20mA):
MSB LSB
15 14 4 3 2 1 0
0 Dữ liệu 11 bit 0 0 0 0
Modul Modul Analog output của S7-200 chuyển đổi con số 0
32000 thành tín hiệu điện áp đầu ra 010V.
+ Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ 10V, 10mA,): Kiểu này các
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 55
module Modul Analog output của S7-200 không hỗ trợ.
MSB LSB
15 4 3 2 1 0
Dữ liệu 12 bit 0 0 0 0
c. Bảng tổng hợp:
5.4.2. Cài đặt dải tín hiệu vào.
Module EM 235 cho phép cài đặt dải tín hiệu và độ phân giải của đầu vào
bằng switch:
Sau đây là bảng cấu hình :
Định dạng dữ liệu Giá trị chuyển đổi
Kiểu tín hiệu đối xứng (
10V, 10mA,)
- 32000 đến +32000
Tín hiệu không đối xứng
(010V, 420mA)
0 đến +32000
On
Off
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 56
Dải không đối xứng Dải đầu vào Độ phan giải
SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6
ON OFF OFF ON OFF ON 0 – 50 mV 12.5 uV
OFF ON OFF ON OFF ON 0 – 100 mV 25 uV
ON OFF OFF OFF ON ON 0 – 500 mV 125 uV
OFF ON OFF OFF ON ON 0 – 1 V 250 uV
ON OFF OFF OFF OFF ON 0 – 5 V 1.25 mV
ON OFF OFF OFF OFF ON 0 – 20 mA 5 uA
OFF ON OFF OFF OFF ON 0 – 10 V 2.5 mV
Dải đối xứng Dải đầu vào Độ phân giải
SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6
ON OFF OFF ON OFF OFF ± 25 mV 12.5 uV
OFF ON OFF ON OFF OFF ± 50 mV 25 uV
OFF OFF ON ON OFF OFF ± 100 mV 50 uV
ON OFF OFF OFF ON OFF ± 250 mV 125 uV
OFF ON OFF OFF ON OFF ± 500 mV 250 uV
OFF OFF ON OFF ON OFF ± 1V 500 uV
ON OFF OFF OFF OFF OFF ± 2.5 V 1.25 mV
OFF ON OFF OFF OFF OFF ± 5 V 2.5 mV
OFF OFF ON OFF OFF OFF ± 10 V 5 mV
5.4.3. Trình tự thiết lập và căn chỉnh cho module Modul Analog .
a. Căn chỉnh đầu vào cho module Modul Analog
Hãy tắt nguồn cung cấp cho module
Gạt switch để chọn dải đo đầu vào
Bật nguồn cho CPU và module. Để module ổn định trong vòng 15 phút.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 57
Sử dụng các bộ truyền, nguồn áp, hoặc nguồn dòng, cấp giá trị 0 đến
một trong những đầu vào.
Đọc giá trị nhận đƣợc trong CPU.
Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh OFFSET để đƣa giá trị về 0 (căn chỉnh
điểm không) , hoặc giá trị số cần thiết kế.
Sau đó nối một trong những đầu vào với giá trị lớn nhất của dải đo.
Đọc giá trị nhận đƣợc trong CPU.
Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh GAIN để đọc đƣợc giá trị là 32000,
hoặc giá trị số cần thiết kế.
Lặp lại các bƣớc chỉnh OFFSET và GAIN nếu cần thiết.
Chú ý :
Phải chắc chắn nguồn cung cấp cho cảm biến phải đƣợc loại bỏ nhiễu
và phải ổn định.
Dây dẫn tín hiệu phải có lớp bảo vệ chống nhiễu.
Các đầu vào Modul Analog không sử dụng phải đƣợc nối ngắn mạch
(ví dụ A+ nối với A-)
Ví dụ: Viết chƣơng trình con tính toán giá trị điện áp đo từ chiết áp.
Xây dựng công thức tính toán:
Dải điện áp đầu ra của chiết áp : 0 – 10V
Với dải điện áp này module Modul Analog sẽ chuyển đổi sang dải giá
trị từ 0 – 32000.
Vậy nếu ta đọc đƣợc giá trị trên CPU là 24000 thì giá trị Modul Analog
ở đầu vào là bao nhiêu Volt ?
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 58
Sự biến đổi từ giá trị tƣơng tự đầu vào sang các con số là sự biến đổi 1-1 ,
và hoàn toàn tuyến tính. Vì vậy mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra là mối quan
hệ tuyến tính có dạng đƣờng thẳng đơn giản y = ax + b.
Có thể thấy ngay phƣơng trình trên có dạng y = x/3200. Do đó nếu biết
đƣợc giá trị số là 24000 ta tính đƣợc ngay đầu ra là 7.5 V.
Ta hãy tổng quát hóa công thức tính toán để có thể xây dựng chƣơng trình
con:
Đầu ra số
(x)
0 32000
0
10
24000
? V
Đầu vào Modul
Analog
( y ) - V
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 59
Các kí hiệu :
A_In : Giá trị Modul Analog đầu vào cần xác định.
A_Min : Giá trị giới hạn dƣới của giá trị đầu vào tƣơng tự.
A_Max : Giá trị giới hạn trên của giá trị đầu vào tƣơng tự.
D_out : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_In.
D_Min : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_Min.
D_Max : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_Max.
Từ đây ta xác định đƣợc công thức tính toán cho giá trị đầu vào.
Chƣơng
trình con
tính toán
y = x/3200
24000
0
32000
0.0 (V)
10.0 (V)
7.5 (V)
Chƣơng
trình con
tính toán
y = ax + b
D_Out
D_Min
D_Max
A_Min
A_Max
A_In
Tổng quát hóa
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 60
MinAMinDOutDMinDMaxD
MinAMaxAInA _)__(
__
___
Viết chƣơng trình :
Chƣơng trình con :
Khai báo các biến vào ra và biến tạm thời
Các chú thích :
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 61
Chƣơng trình con :
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 62
Gọi chƣơng trình con
Tiến hành biên dịch, download, và debug chƣơng trình
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 5 63
CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP
Câu 1: Hãy cho biết các thành phần của module Modul Analog EM235 trong
PLC S7-200?
Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ khối ngõ vào, ngõ ra của Modul analog EM 235?
Câu 3: Viết chƣơng trình đo nhiệt độ môi trƣờng.
Dải tín hiệu đo 0-150oC
Đầu ra 0-10V
Cần tính nhiệt độ thực tế môi trƣờng là bao nhiêu.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 64
CHƢƠNG 6: THAO TÁC TRÊN PHẦN MỀM S7-200-SIMULATIE
6.1. Khởi động:
Cách 1: Start -> Simatic -> Step7 MicroWin -> Step7 -> MicoWin32.
Cách 2 : nhấp đúp vào biểu tƣợng Step7 MicroWin trên nền Desktop
của Window.
Hình 6.1: Biểu tƣợng phần mềm S7-200 Simulatie
6.2. Giao diện màn hình
Hình 6.2: Giao diện phần mềm S7-200 Simulatie
Intruction
Tree
Navigation
Bar
Cross Reference
Status Chart Data Bock
Output
Windown
Status Bar Program editor Local Variable
Table
Symbol Table
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 65
Các thành phần của menu STEP7
Thanh Menu: Cho phép thao tác bằng mouse hay bàn phím. Có thể thay
đổi menu công cụ theo ý riêng.
Thanh công cụ: Để giúp truy cập mouse cho các công việc với chƣơng
trình STEP 7-Micro/WIN 32 dễ hơn. Có thể thay đổi menu công cụ theo ý riêng,
(tuy nhiên vui lòng đừng thay đổi, vì đây là máy của trung tâm Việt Đức, chứ
không phải của riêng bạn,)
Thanh điều hƣớng (Navigation): Gồm nhiều nhóm, đƣợc chọn bằng các
nút nhấn, để tăng cƣờng các tính năng lập trình:
"View": Chọn loại thể hiện này để thấy các nút điều khiển nhƣ: Khối
chƣơng trình (Program Block), Bảng ký hiệu (Symbol Table), bảng trạng thái
(Status Chart), khối dữ liệu (Data Block), khối hệ thống (System Block), phần
tham khảo trích ngang (Cross Reference), và trạng thái kết nối
(Communications).
"Tools": Chọn loại thể hiện này để thấy các nút điều khiển: giải pháp
trợ giúp cho các hƣớng dẫn và giải pháp trợ giúp cho chƣơng trình làm việc với
TD 200.
Lƣu ý: Thanh điều hƣớng có thể trƣợt lên và xuống để giúp ta chọn những
chức năng khác.
Phân nhánh các chỉ thị (Instruction Tree): Giúp ta nhìn đƣợc cấu trúc
phân nhánh toàn bộ đề án đang soạn và các chỉ thị dùng đƣợc cho việc soạn thảo
chƣơng trình đang hiển thị (LAD, FBD, or STL).
Có thể bấm chuột phải vào một thành phần của chƣơng trình để điền thêm các
khối tổ chức của chƣơng trình (Program Organizational Units -POUs); bạn có
thể bấm chuột phải vào từng POU để mở, đổi tên, xoá hay soạn thảo tính chất
của chúng. Có thể bấm chuột phải vào thƣ mục hoặc chỉ thị ở cây phân nhánh để
che phần này. Khi mở thƣ mục chỉ thị, ta có thể rê và thả hoặc nhấn kép chuột để
điền chỉ thị vào vị trí dấu nháy trong cửa sổ soạn thảo chƣơng trình. (Trong
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 66
chƣơng trình loại STL , các phân nhánh chỉ thị chỉ để tham khảo, phải nhập chỉ
thị bằng bàn phím, không thể dùng chuột.)
Bảng ghi biến nội bộ (Local Variable Table): Chứa các chỉ định cho các
biến nội bộ (nói cách khác, các biến dùng với các chƣơng trình con hay các
ngắt). Các biến này nhớ trong bộ nhớ tạm, địa chỉ do ta qui định trong hệ thống;
việc dùng các biến bị giới hạn bởi POU.
Cửa sổ soạn thảo chƣơng trình chứa bảng biến nội bộ và chƣơng trình
đang soạn thảo (LAD, FBD, hay STL). Có thể rê thanh tác vụ để mở rộng cửa
sổ và che khuất bảng biến nội bộ khi cần thiết.
Khi tạo chƣơng trình con hay ngắt thêm vào chƣơng trình chính (OB1), sẽ tạo ra
những thanh (tab) xuất hiện ở phía dƣới cửa sổ màn hình soạn thảo. Có thể nhấn
chuột vào thanh tab để di chuyển màn hình giữa các chƣơng trình con, các ngắt
và OB.
Cửa sổ ngõ ra (Output Window): cung cấp thông báo, thông tin khi biên
dịch chƣơng trình. Khi cửa sổ này liệt kê những lỗi sai của chƣơng trình, ta có
thể nhấn kép lên thông báo lỗi để làm hiển thị vùng chƣơng trình có thể gây ra
lỗi tƣơng ứng.
Thanh trạng thái (Status Bar): Cung cấp thông tin về trạng thái của các
toán tử bạn đang làm trong chƣơng trình STEP 7-Micro/WIN 32.
Phần tham khảo trích ngang (Cross Reference ): Cho phép xem các
thông tin về phần tử đang dùng trong chƣơng trình.
Cửa sổ bảng ký hiệu/bảng biến toàn cục (Symbol Table/Global Variable
Table Window): Cho phép chỉ định và soạn thảo ký hiệu toàn (nói khác đi các
giá trị biến có thể đƣợc dùng trong bất kỳ POU, chứ không phải chỉ là những
POU có ký hiệu đƣợc tạo ra). Bạn có thể tạo nhiều bảng ký hiệu. Cũng có một
bảng ký hiệu/biến toàn cục đƣợc hệ thống định nghĩa dành cho bạn sẵn trong
chƣơng trình.
Cửa sổ bảng trạng thái (Status Chart Window): Cho phép theo dõi các
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 67
trạng thái ngõ vào, ngõ ra, các biến của chƣơng trình bằng cách nhập chúng vào
bảng. Bạn có thể làm nhiều bảng nhằm mục đích xem nhiều thành phần khác
nhau của các đoạn chƣơng trình. Mỗi bảng trạng thái có cửa sổ riêng.
Cửa sổ khối dữ liệu động/khối dữ liệu đặt (Data Block/Data Initializer
Window): Cho phép hiện và soạn thảo nội dung của khối dữ liệu.
6.2.1. Kết nối PLC và PC
Ghép nối PLC S7-200 với máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp nối
PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232 sang RS485.
Gắn một đầu cáp PC/PPI với cổng truyền thông 9 chân của PLC còn đầu
kia nối với cổng truyền thông nối tiếp RS 232 của máy tính. Nếu cổng truyền
thông nối tiếp RS 232 với 25 chân thì phải ghép nối qua bộ chuyển đổi 25/9
chân để có thể nối với cáp truyền thông PC/PPI.
Cổng truyền thông:
Chân
1- Nối đất
2 - 24 VDC
3 - Truyền và nhận dữ liệu
4,9- Bỏ trống ( không sử dụng )
5 - Nối đất
6 - 5 VDC
7- 24 VDC
8 - Truyền và nhận dữ liệu
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 68
Bộ chuyển đổi từ RS232 sang 485 có hình dạng nhƣ sau:
Hình 6.3: Cáp kết nối máy tính với PLC
Để chọn tốc độ Baud cho phù hợp dựa vào bảng sau:
123 : Kbaud
110 : 115.2K
111 : 57.6K
000 : 38.4K
001 : 19.2K
010 : 9.6K
011 : 4.8K
100 : 2.4K
101 : 1.2K
PPI Muiti-Master Cap
Cổng COM Cổng PPI
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 69
Nếu sử dụng PLC loại 22X ví dụ : 221,224 … cổng truyền dữ liệu là cổng
COM (RS232), phần mềm điều khiển là PC/PPI thì chọn tốc độ truyền là 9.6
19.2 Kbps. (Thông thƣờng chọn 9.6Kbps để tránh quá tải ) Nếu sử dụng Cards
để truyền và phần mềm điều khiển là CP5611 thì chọn tốc độ truyền từ 9.6
187.5 Kbps.
Swich 4,8 : bỏ trống.
Swich 5 : 1=PPI, 0 = PPI/Freeport.
Swich 6 : 1=Remote, 0=local.
Swich 7 : Số bit truyền: 0 =11 bit, 1=10 bit.
Nếu kết nối với máy tính đơn ta chọn
Swich 5 = 0
Swich 6 = 0
Swich 7 = 0
Nếu kết nối với Modem
Swich 5 = 0
Swich 6 = 1
Swich 7 tùy vào số bit truyền của Modem 10 hoặc 11.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 70
Nếu kết nối với phần mềm Step 7 – Micro/WIN 3.2 Service Pack 4 hoặc
hơn thì :
Với máy đơn chọn : Swich 5=1, Swich 6=0
Với modem thì : Swich 5=1, Swich 6=1
Các đèn trên PPI Multi Master Cable
LED Màu Chúc năng
Tx Green Đèn báo truyền dữ liệu
Rx Green Đèn báo nhận dữ liệu
PPI Green Đèn báo RS485 truyền dữ liệu
6.2.2. Kiểm tra kết nối
Vào Communication bằng cách : nhấp biểu tƣợng Communication trên
Navigation Bar hoặc trên Instruction Tree.
Khi đó xuất hiện cửa sổ sau :
Nhấp chuột vào
Đến khi thấy biểu tƣợng thì kết nối thành công.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 71
Hình 6.4: Kiểm tra kết nối giữa máy tính với PLC
Nếu không thấy biểu tƣợng trên chúng ta phải kiểm tra lại :
Cáp : Đã nối cáp chƣa, swich chọn tốc độ truyền đúng không, cáp còn
nguyên vẹn hay đã hƣ hỏng.
PLC : PLC đã mở điện chƣa, công tắc chọn chế độ làm việc đang ở vi trí
ON, OFF hay STERM. Chỉ ở vị trí STERM PLC mới cho Load chƣơng
trình.
Máy tính : Đang nối dây ở cổng COM1 hay COM2, cổng COM còn
truyền dữ liệu đƣợc hay đã hƣ.
Nếu sai cổng COM ta làm nhƣ sau :
Cách 1 : Đổi bằng phần cứng ( tháo dây cáp nối lại )
Cánh 2 : Khai báo lại :
Nhấp double vào biểu tƣợng PC/PPI. Màng hình “ Set PG/PC interface”
xuất hiện
Chọn Properties xuất hiện màng hình sau, chọn lại cổng COM và nhấp
OK.
Hình 6.5: Khai báo lại cổng Com
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 72
6.3. Các bƣớc thực hiện một chƣơng trình:
6.3.1. Tạo một dự án :
Cách 1 : Chọn menu -> Project -> New
Cách 2 : Chọn biểu tƣợng trên cửa sổ chính.
6.3.2. Soạn thảo chƣơng trình
S7-200 đƣợc tổ chức thành nhiều Network (tối đa 1850). Mỗi một
network tƣơng đƣơng một câu lệnh, nếu tồn tại 2 câu lệnh trở lên trong 1
network thì chƣơng trình sẽ báo lỗi khi biên dịch.
Lệnh phải đƣợc mở đầu ở vị trí mũi tên, vị trí ô vuông ở đâu thì lệnh lấy
ra sẽ ở ngây vị trí đó.
Lƣu ý: Mỗi câu lệnh phải đƣợc gán vào đƣờng biên bên trái.
Hình 6.6: Vùng làm việc của phần mềm
Ta có thể dùng chuột để truy suất và dán các toán hạng vào các vị trí mỗi
network mong muốn ở thƣ viện lệnh hoặc dùng phím truy suất trực tiếp (nhấn
phím F4 ta lấy các tiếp điểm ngõ vào, nhấn phím F6 ta lấy lệnh ở ngõ ra).
Hình 6.7: Nhóm lệnh của PLC
Nhóm lệnh rẽ nhánh
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 73
Muốn chú thích cho mỗi network ( dòng lệnh ) ta đƣa chuột vào hàng
chứa network nhấp chuột -> suất hiện bảng soạn thảo và đánh dòng chú thích
(nên có chú thích để dễ đọc chƣơng trình ).
Ví dụ: Hãy soạn thảo bài tập sau :
6.3.4. Lƣu một dự án
Cách 1 : chọn Project -> save all -> đặt tên -> OK
Cách 2 : chọn biểu tƣợng trên thanh công cụ -> đặt tên -> OK.
Hình 6.8: Lƣu dự án sau khi đã hoàn thành
6.3.5. Mở một dự án
Cách 1 : chọn menu -> project -> open -> chọn tên -> Ok
Cách 2 : chọn biểu tƣợng trên thanh công cụ chính -> chọn tên ->
OK
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 74
Hình 6.9: Mở một dự án
6.3.5. Kiểm tra lỗi:
Sau khi soạn thảo xong chúng ta cần kiểm tra xem có lỗi hay không bằng
cách vào biểu tƣợng hoặc vào PLC Compile all
Hình 6.10: Kiểm tra lỗi của dự án
Khi đó sẽ có thông báo hiện lên ở đấy màn hình.
Việc kiểm tra lỗi bằng cách này chỉ tìm đƣợc một số lỗi địa chỉ nhƣ :
6.3.6. Nạp chƣơng trình vào PLC:
Cách 1 : chọn menu -> project ->download -> OK
Cách 2 : chọn biểu tƣợng trên thanh công cụ.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 75
Hình 6.11: Nạp dữ liệu từ máy tính lên PLC
Nếu chƣa chƣa nối dây PLC thì có thông báo sau :
Nếu chƣa cấp điện cho PLC thì có thông báo sau :
Hình 6.12: Các lỗi khi nạp dữ liệu từ máy tính lên PLC
Nếu đƣờng truyền tốt PLC sẽ thông báo chọn đời CPU. Ta nhấn Continue
để tiếp tục.
Nhấn Continue để tiếp tục load chƣơng trình, màng hình xuất hiện thông
báo sau:
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 76
Nhấp OK để tiếp tục.
Màn hình hiển thị thông báo dowload đã thành công.
Nếu chƣơng trình có lỗi PLC thông báo, nhấn OK để về soạn thảo sửa lỗi.
Hình 6.12: Nạp dữ liệu từ máy tính lên PLC thành công
6.3.7. Chạy chƣơng trình:
Cách 1 : chọn menu CPU -> run -> yes
Cách 2 : chọn biểu tƣợng từ thanh công cụ.
Hình 6.13: Chạy chƣơng trình PLC
6.3.8. Dừng chƣơng trình :
Cách 1 : chọn menu CPU -> stop -> yes.
Cách 2 : chọn biểu tƣợng trên thanh công cụ.
Bản thông báo sau xuất hiện, nhấn OK.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 77
Hình 6.14: Dừng chƣơng trình
6.3.9. Hiển thị tình trạng hoạt động của PLC :
Từ menu Debug chọn Ladder Status On/Off.
Hình 6.15: Hiển thị hoạt động của chƣơng trình trên máy tính
6.3.10. Gọi chƣơng trình từ PLC :
Cách 1 : Chọn menu Project ->Upload -> OK -> yes.
Cách 2 : chọn trên thanh công cụ.
PLC thông báo.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 78
Nhấn Yes PLC sẽ load chƣơng trình từ PLC về máy tính.
Hình 6.16: Upload chƣơng trình từ PLC về máy tính
6.3.11. Chỉnh sửa chƣơng trình: Chèn, xoá hàng cột, network
Cách 1 : Chọn menu edit -> insert/ delete sau đó chọn hàng hoặc cột.
Cách 2 : nhấn shift Insert/ delete.
Chèn:
Xoá:
Hình 6.17: Chỉnh sửa một dự án
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 79
CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP
Bài 1: Nhấn và giữ ngõ vào I0 thì ngõ ra Q0 lên 1. Tƣơng tự cho các ngõ vào I1
đến I5 và các ngõ ra Q1 đến Q3
Bài 2: Nhấn I0, ngõ ra Q0 lên 1. Nhấn I1 xuống 0
Bài 3: Nhấn I0 hoặc I1 hoặc I2 hoặc I3 ngõ ra Q0, Q1, Q2, Q1 lên 1. Nếu nhấn
Một trong các ngõ vào I4 hoặc I5 thì tất cả các các ngõ ra trên xuống 0.
Bài 4: Ứng dụng lệnh Set và Reset thiết kế mạch điều khiển ngõ ra Q0 bằng nút
nhấn mở I0 và nút dừng I1
Bài 5: Ứng dụng lệnh Timer viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 sau 3s ngõ
ra Q0 lên 1
Bài 6: Ứng dụng lệnh Timer viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 sau 3s ngõ
ra Q0 lên 1 và chớp tắt với chu kỳ 1s
Bài 7: Ứng dụng lệnh Counter viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 5 lần ngõ
ra Q0 lên 1. Tác động I1, ngõ ra Q0 xuống 0
Bài 8: Thiết kế mạch đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn (đảo
chiều gián tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào
ra
Bài 9: Thiết kế mạch đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn (đảo
chiều trực tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào
ra
Bài 10: Thiết kế mạch điều khiển mở tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút
nhấn, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra
Bài 11: Thiết kế mạch điều khiển mở và dừng tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha
bằng 2 nút nhấn mở và 2 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết
nối phần cứng ngõ vào ra
Bài 12: Thiết kế mạch điều khiển mở và dừng tuần tự 03 động cơ KĐB 3 pha
bằng 1 nút nhấn mở và 1 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 6 80
nối phần cứng ngõ vào ra.
Bài 13: Thiết kế mạch điều khiển mở máy sao tam giác động cơ KĐB 3 pha
bằng 2 nút nhấn mở và 1 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết
nối phần cứng ngõ vào ra.
Bài 14: Viết chƣơng trình đóng mở cửa với yêu cầu sau. Nhấn S1 3 lần cửa mở
ra báo bằng đèn chớp tắt với chu kỳ 1s. Chạm hành trình SL1 cửa dừng, khi
nhấnựng lần cửa đóng lại báo bằng chuông reng chu kỳ 4s, khi chạm công tắc
hành trình SL2 cửa dừng.
Bài 15: Viết chƣơng trình điều khiển chuông báo giờ học thực hành với yêu cầu
sau:
* Ngày học: từ thứ 2 đến thứ 6
* Giờ vào: Ca sáng bắt đầu 7h30 chuông reng 5 lần chu kỳ 4s
Ca chiều bắt đầu 13h chuông reng 5 lần chu kỳ 4s
* Giờ ra: Ca sáng kết thúc 11h30 chuông reng 3 lần chu kỳ 3s
Ca chiều kết thúc 17h chuông reng 3 lần chu kỳ 3s
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 81
CHƢƠNG 7: CÁC HỌ PLC KHÁC
7.1. Họ Omron
7.1.1. Cấu trúc phần cứng
a. Nối dây ngõ vào
Dây nối cho ZEN đƣợc chọn loại 2x1,5mm2, ZEN đƣợc bảo vệ cách điện
nên không cần thiết nối đất.
Nối nguồn và nối ngõ vào từ I0 ÷ I5
ZEN 10C1 AR-A-V1 nguồn nuôi 100 đến 240 VAC – 50 HZ, đầu vào
Input 100 đến 240 VAC.
b. Nối dây ngõ ra
Ngõ ra relay với các tiếp điểm của relay cách li với nguồn nuôi và ngõ vào
Tải ở các ngõ ra có thể là đèn, động cơ, công tắc và có thể dùng các nguồn
điện áp cấp cho các tải khác nhau.
Khi ngõ ra = “1” dòng điện cực đại cho tải thuần trở là 8A, cuộn dây là
2A
7.1.2. Các chức năng cơ bản
Bộ điều khiển vận hành và hiển thị
Lập trình và giám sát máy tính.
Một giao diện cho chƣơng trình và kết nối máy tính
Các chức năng cơ bản nhƣ hàm thời gian, lựa chọn thời gian theo giây,
phút, giờ, ngày, tháng, trang bị 16 timer có 4 chức năng làm việc. Có 16 bộ
đếm (Counter), có thể đếm lên và đếm xuống.
Có chức năng ngày giờ thực.
Một chƣơng trình có thể chiếm tối đa là 96 dòng.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 82
I0 – I5: Hiển thị trạng thái ON/OFF của
các thiết bị đầu vào nối với đầu vào của khối CPU.
X0 – Xb: Dùng đối với modul mở rộng.
a. Các vùng nhớ đầu vào
Ký
hiệu
Mô tả Loại địa chỉ bit
và số
I Các bit đầu vào của
module có CPU
I0 - -> I5(6 đầu)
Q Các bit đầu ra của
module có CPU
Q0 - -> Q3(4
đầu)
X Các bit đầu vào của
module mở rộng
X0 - -> XB(12
đầu) (1)
Y Các bit đầu ra của
module mở rộng
Y0 - -> YB(12
đầu) (1)
M Các bit tự do dùng
trong chƣơng trình
(work bit)
M0 - -> MF(16
bit)
H Các bit tự do dùng
trong chƣơng trình có
lƣu trạng thái (holding
bit)
H0 - -> HF(16
bit)
B Các bit báo trạng thái
các nút bấm
B0 - -> B7(8
bit) (2)
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 83
Ghi chú: (1) chỉ dùng đƣợc khi nối với modul mở rộng.
(2) Chỉ dùng đƣợc với modul có màn hình LCD
Các ngỏ vào thƣờng dùng là
Công tắt gạt 2 chấu
Các loại cảm biến: quang điện, tiêm cận, điện dung, từ , kim loại, siêu
âm, phân biệt màu sắc, cảm biến áp suất…
Công tắc hành trình, công tắc thƣờng
Rorary Encoder
Rơle điện từ, Sensor nhiệt độ
Bộ kiểm tra mức nƣớc…
b. Các bít đầu ra khối CPU
Q0 – Q3: Hiển thị trạng thái ON/OFF của
các thiết bị đầu ra nối với đầu ra của khối CPU.
Y0 – Yb: Dùng đối với các modul mở rộng.
M0 – Mf: Biến trung gian sử dụng trong
chƣơng trình bậc thang không xuất dữ liệu ra ngoài.
H0- Hf: Biến trung gian , bit này sẽ giữ nguyên trạng thái khi mất điện.
Các vùng nhớ đầu ra:
Ký hiệu Mô tả Loại địa chỉ bit và số
Q Các bit đầu ra của module có CPU Q0 - -> Q3(4 đầu)
Y Các bit đầu ra của module mở rộng Y0 - -> YB(12 đầu) (1)
M Các bit tự do dùng trong chƣơng
trình (work bit)
M0 - -> MF(16 bit)
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 84
H Các bit tự do dùng trong chƣơng
trình có lƣu trạng thái (holding bit)
H0 - -> HF(16 bit)
B Các bit báo trạng thái các nút bấm B0 - -> B7(8 bit) (2)
Các chức năng phụ khác cho bit đầu ra:
Ký hiệu Mô tả
[ Hoạt động của đầu ra output sẽ nhƣ bình thƣờng
S Khi đƣợc bật bởi lệnh output kiểu S (Set) này, bit đầu ra sẽ
giữ nguyên trạng thái bật kể cả sau khi các bit đi trƣớc là
OFF và chỉ bật với lệnh output kiểu R
R Khi đƣợc bật bởi lệnh output kiểu R (Reset) này, bit đầu ra
sẽ giữ nguyên trạng thái bật kể cả sau khi các bit đi trƣớc là
OFF và chỉ bật với lệnh output kiểu S
A Mỗi khi lệnh output kiểu A (Alternate) đƣợc thực hiện bit
output sẽ chuyển sang trạng thái ngƣợc lại, ví dụ đang ở ON
sẽ chuyển sang OFF và ngƣợc lại
Giản đồ khối cho lệnh Output:
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 85
7.1.3. Timer có lƣu
PLC Zen có sẵn 8 timer thƣờng (T) và 4 Holding timer (#)
a. Các dạng Timer thƣờng (T0 đến T7)
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 86
b. Dạng Holding Timer : Timer có nhớ (#0 đến #3)
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 87
Thiết lập trong chƣơng trình bậc thang
Timer address
(địa chỉ)
T0 đến T7 hoặc #0 đến #3
Trigger input T (TRG) Điều khiển đầu vào trigger của timer.
Sẽ kích hoạt timer khi đầu vào trigger
bật lên ON
Reset input R (RES) Điều khiển đầu ra reset của timer. Khi
đầu vào reset bật lên ON, giá trị hiện tại
của timer (PV) bị xóa về 0. Trạng thái
đầu vào trigger sẽ bị bỏ qua trong khi
đầu vào reset input ở ON
Timer bit Sẽ bật tùy theo loại timer
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 88
Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings)
Timer type : Lựa chọn loại Timer
X ON delay
OFF delay
O One-shot pulse
F Flashing pulse
Timer Unit: Đơn vị thời gian
S Tính theo giây (00,01 đến 99,99) Sai số: Từ 0 đến 10ms
M:S Tính theo phút-giây (00 phút 01 giây đến
99 phút 59s) Sai số: Từ 0 đến 1 giây
H:M Tính theo giờ-phút (00 giờ 01 phút đến 99
giờ 59 pht) Sai số: Từ 0 đến 1 phút
Monitor Enabled/Disabled
A Các thông số có thể đƣợc theo di v thay đổi
D Các thông số không đƣợc phép theo di v thay đổi
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 89
Trang theo dõi thông số (Parameter Monitor)
Trạng thái của các thông số và đầu vào, ra của timer có thể đƣợc theo di
trong trang ny khi tiến hnh chạy chƣơng trình.
7.1.4. Sử dụng bộ đếm (Counter)
Counter có 8 bộ đếm ở chế độ đếm tăng hay đếm giảm, giá trị hiện hành
của counter và trạng thái ng racủa counter đƣợc lƣu cả khi chế độ hoạt động của
Zen thay đổi hay khi mất điện.
Bít đầu ra của counter bật lên On khi giá trị đếm (hay giá trị hiện hành –
Present value ) vƣợt quá giá trị đặt (Set value). Giá trị đếm sẽ quay về 0, bít đầu
ra tắt khi đầu vào của chân Reset bật lên On và khi chânn Reset ở chế độ On thì
cc đầu vào đếm sẽ không thực hiện đếm.
Giản đồ biểu diễn hoạt động của counter :
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 90
Thiết lập trong màn hình sửa chƣơng trình bậc thang
Các đầu ra, chiều đếm và đầu vào reset đƣợc viết trong màn hình sửa
chƣơng trình. Các thông số thiết lập cho counter đƣợc đặt ở trang thiết lập thông
số.
Địa chỉ của Counter (Counter address) C0 đến C7
Đầu vào đếm (Counter input) C(CNT): Sẽ tăng hay giảm gá trị đếm PV
mỗi khi đầu vào ny bật ln ON
Xác định chiều đếm (counter
direction input)
D(DIR): Chuyển giữa chế độ đếm tăng hay
đếm giảm.
OFF : Đếm tăng.
ON : Đếm giảm.
Reset input R(RES) : Điều khiển đầu ra Reset của
counter. Khi đầu vào của R lên ON, giá trị
hiện tại của counter (PV) sẽ bị xóa về 0 và
bít đầu ra của counter về OFF. Nếu đầu vào
của R ở ON thì trạng thi đầu vào đếm của
counter sẽ bị bỏ qua.
Timer bit Sẽ bật khi bộ đếm đếm đến giá trị đặt (PV
SV)
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 91
Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings)
Trạng thái của các thông số và đầu vào ra của Counter có thể đƣợc theo
dõi trong trang này
Chú ý:
Để xóa giá trị hiện tại của counter (PV) và bit đầu ra của counter khi
ngắt điện hay khi thay đổi chế độ hoạt động, hy tạo một mạch xĩa reset lc bắt đầu
thực hiện chƣơng trình.
Nếu đều vào đếm và đầu vào xác định chiều cùng đƣợc đƣa vào counter
cùng lúc, hy đặt đầu vào xác định chiều trƣớc đầu vào đếm trong chƣơng trình
thiết kế.
7.1.5. Timer tháng, năm
a. Weekly timer (ký hiệu @)
Weekly Timer sẽ bật lên ON giữa các thời gian bật và tắt (Start/Stop
timer) định trƣớc trong những ngày xác định. Có 8 Weekly Timer đánh số từ @0
đến @7.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 92
Trong giản đồ thời gian ở trên, timer đƣợc đặt từ ngày thứ 3 đến ngày thứ
6, thời gian bắt đầu là 08:15 v kết thc l 17:30.
b. Thiết lập trong mn hình sửa chƣơng trình bậc thang
c. Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings)
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 93
d. Quan hệ giữa thời gian và ngày bật tắt (Statr timer/Stop timer)
e. Trang theo dõi thông số (Parameter monitor)
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 94
7.1.6. Calendar Timer ( Ký hiệu *)
Calendar Timer (thời gian theo ngày trong tháng) Bật lên On trong các
ngày định trƣớc. Có 8 Calendar Timer kí hiệu từ *0 đến *7
a. Thiết lập trong màn hình sửa chƣơng trình bậc thang
b. Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings)
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 95
Chú ý: Trong Zen thứ tự ngày, thắng, năm là: năm/tháng/ngày.
Quan hệ giữa ngày bật và ngày tắt:
c. Trang theo dõi thông số (Parameter monitor)
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 96
7.2. Họ Mitsubishi.
7.2.1. Sử dụng phần mềm lập trình GX-Developer cho PLC Mitsubishi.
Khởi động máy tính, và chờ cho hệ điều hành (đang lắp đặt trên máy
tính) hoàn tất khởi động, máy tính sẵn sàng làm việc
Vào Start => MELSOT Application => GX Developer
Hoặc tìm và lựa chọn biểu tƣợng GX Developer trên Destop, nhấn nút trái
2 lần (double click) để kích hoạt khởi động chƣơng trình.
Ta có màn hình nhƣ sau
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 97
Vào Project => New Project ta có hộp thoại sau
Chọn họ và chọn loại PLC xong sau đó chọn OK. Ta có trang màn hình
nhƣ sau.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 98
Và ở đây có thể lập trình theo hai dạng chủ yếu là LADDER và
INSTRUSTION
Trƣớc khi tiến hành lập trình ta cần phải đặt tên cho tập tin bằng cách
dùng chuột click trái vào mục Project => Save as…. Khi đó xuất hiện hộp thoại
Nội dung mặc định nhƣ trên chúng ta chọn đƣờng dẫn để lƣu thông tin
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 99
Để tiện việc theo dõi chấm bài, quy ƣớc cách đặt tên cho bài thực tập
PLC nhƣ sau
@ CÁC TOÁN HẠNG DÙNG TRONG PLC HỌ FX
Trong quá trình thực tập học viên sử dụng PLC họ FX1s của hãng
MITSUBISHI với 8 ngõ vào và 6 ngõ ra (14 In/Out)
Bộ lập trình PLC đƣợc gắn sẵn trên mô hình, ngõ vào ra sử dụng jắc
cắm và công tắc
Ngõ vào vật lý: ký hiệu bằng toán hạng Xmmm, ba chử số mmm kế tiếp
sau ký tự X chỉ vị trí ngõ vào cụ thể, ví dụ nhƣ sau:
X000 X001 X002 X003
X004 X005 X006 X007
Toán hạng Xmmm dùng xác định các mức trạng thái Logic nối trực tiếp trên
PLC
Ngõ ra vật lý: ký hiệu bằng toán hạng Ymmm, ba chử số mmm kế tiếp
sau ký tự Ychỉ vị trí ngõ ra cụ thể, ví dụ nhƣ sau:
Y000 Y001 Y002
Y003 Y004 Y005
Toán hạng Ymmm dùng thực hiện tạo ra các mức trạng thái Logic trên ngõ ra
vật lý nối trực tiếp trên PLC
@ CÁC BIT NỘI THÔNG DỤNG TRONG PLC
Toán hạng Mi: Dùng để biểu diễn các “cuộn dây” nội hay các tiếp điểm
của relay nội trong PLC
Toán hạng Si: là những bit trạng thái trong PLC thực hiện các tác vụ
nhƣ relay trạng thái thông thƣờng hay relay trạng thái có chốt
Toán hạng Ti: là những khối định thì trong PLC
Toán hạng Ci: là những khối đếm trong PLC
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 100
@ CÁC LỆNH LẬP TRÌNH CƠ BẢN TRONG PLV HỌ FX1S
LỆNH KÍ HIỆU TOÁN HẠNG CHỨC NĂNG
LD (Load)
AND (And)
OR (Or)
Xi, Yi, Mi
Si, Ci, Ti
Tác vụ logic tác động nhƣ tiếp
điểm thƣờng hở
LDI (Load inverse)
ANDI (And
inverse)
ORI (Or inverse)
Xi, Yi, Mi
Si, Ci, Ti
Tác vụ logic tác động nhƣ tiếp
điểm thƣờng đóng
OUT (Out) Yi, Mi
Si, Ci, Ti
Tác vụ logic cuối tác động nhƣ
cuộn dây relay thông thƣờng
SET (Set)
RST (Reset)
Yi, Mi, Si Đƣa một toán hạng hay một cuộn
dây (Ki) lên trạng thái ON hoặc trở
lại trạng thái OFF vĩnh viễn
Ti Tác vụ logic tác động nhƣ cuộn dây
relay tác động trễ sau một khoảng
thời gian đƣợc cài đặt TBxKk
TB: hằng số thời gian của bộ định
thì
Ci
Tác vụ logic tác động nhƣ cuộn dây
relay tác động trễ sau Kk lần đếm
đƣợc
7.2.2. Khai báo cấu hình và truy xuất các toán hạng
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 101
Cấu trúc một chƣơng trình hoàn chỉnh bào gồm nhiều Rung (bậc thang).
Rung cuối cùng là rung kết thúc chƣơng trình chứa lệnh END. Mỗi Rung chứa
tối đa là 12 cột và nhiều hàng
Để chọn và lấy các kí hiệu khi lập trình, ta dùng chuột Double click vào
phần tử cần chọn trên thanh công cụ trên màn hình lập trình
Open contact
Thanh công cụ
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 102
Chúng ta có thể dùng phím nóng để lấy các kí hiệu khi lập trình từ bàn
phím dựa vào bảng sau:
Close
Contact
Open
branc
honta
ct
Open
Contact
Close
branch
Coil
Application
instruction
Horizontal line
Vertical line
Delete
Vertical
Delete
Horizontal
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 103
Trƣớc khi lập trình phải dùng chuột click vào nút trái tại vị trí trên cửa
sổ màn hình, nơi muốn bố trí linh kiện đang trên màn hình sẽ xuất hiện một ô
chử nhật viền đen tại vị trí vừa chọn
Khi click chọn linh kiện để lập trình sẽ xuất hiện một cửa sổ phụ để
khai báo
Thủ tục nối các linh kiện trong chƣơng trình LADDER
Muốn nối các linh kiện với nhau ta phải dùng đƣờng nối ngang và
đứng trong thanh linh kiện: Đối với với đƣờng nối ngang khi đã đặt linh kiện
vào cửa sổ lập trình, toàn bộ rung lập trình đƣợc tô màu xám và ô kế tiếp ô chứa
linh kiện vừa bố trí đƣợc tô viền đen.
Muốn nối đƣờng ngang, dùng con trỏ đặt lên nút ngang
Chọn vị trí đặt linh kiện trên cửa
sổ lập trình
Đặt tên toán hạng
hạng
Chọn loại toán hạng
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 104
Sau đó nhấn chọn OK
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 105
Chọn toán hạng Y001 cho ngõ ra, tiến hành thực hiện các thao tác bố
trí linh kiện vừa mô tả. Toán hạng Y001 xuất hiện trên khung, nhƣng nằm về
phía tận cùng bên phải của cửa dổ lập trình; lúc này ta không cần thực hiện
đƣờng nối ngang, phần mềm tự thực hiện thao tác nối. Trên rung kế tiếp đƣợc tô
xám (báo hiệu sẵn sàng lập trình) và ô đầu tiên của ô này đƣợc viền màu đen.
Tiến hành lập trình trên khung kế tiếp.
Giả sử muốn nối các tiếp điểm trên rung 2 với các tiếp điểm đang bố
trí trên rung 1, ta dời con trỏ đến ngay vị trí ở rung trên phía phải của chổ cần
nối.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 106
Sau đó click trái chuột lên ô biểu diễn thanh đứng (Vertical line) và
chọn OK trên cửa sổ phụ để thực hiện mối nối
Muốn xoá các đƣờng nối ta thực hiện nhƣ sau:
Xoá đƣờng ngang: Đặt con trỏ tại vị trí đƣờng ngang muốn xoá sau đó
nhấn phím Delete trên bàn phím để xoá, trƣờng hợp không muốn dùng phím này
có thể sử dụng tổ hợp phím (CTRL+DELETE) để xoá
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 107
Xoá đƣờng đứng: Đặt con trỏ tại ô bên phải đƣờng nối, chọn click
chuột lên ô biểu diễn đƣờng nối đứng có gạch chéo (Horizontal line) và chọn
OK trên cửa sổ phụ để thực hiện xoá đƣờng đứng
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 108
Khai báo thông số cho Timer (rơle thời gian On Delay) và cho Counter
(bộ đếm)
Định thì không khả nhớ: 10ms có địa chỉ từ T200 đến T245; 100ms có
địa chỉ từ T0 đến T199
Định thì khả nhớ: 10ms có địa chỉ từ T246 đến T249; 100ms có địa chỉ
từ T250 đến T255
Bộ đếm 16 bit chung đƣợc chốt: có địa chỉ từ C0 đến C31
Giả sử có một đoạn lập trình LADDER muốn bố trí thêm một rơ le thời
gian T1, trình tự thực hiện nhƣ sau:
Trên thanh công cụ chứa linh kiện, nhập nút trái chuột (hoặc dùng phím
nóng F7) sẽ xuất hiện một một hộp thoại dùng khai báo cấu hình cho OUTPUT
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 109
+
Khai báo trong hộp thoại
Sau đó nhấn OK, hoàn tất quy trình nhập bộ định thì T1 với thông số
K100
Giả sử có một đoạn lập trình LADDER muốn bố trí thêm một bộ đếm
C0, trình tự thực hiện nhƣ sau:
Chọn loại toán hạng
Khai báo cho Timer
+ T1: Timer thứ nhất (độ phân giải 100ms)
+ K100: Giá trị đặt cho Timer định thời là
100x0,1s = 10s
+ Giữa T1 và K100 phải có khoảng trắng
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 110
Trên thanh công cụ chứa linh kiện, nhập nút trái chuột (hoặc dùng phím
nóng F7) sẽ xuất hiện một một hộp thoại dùng khai báo cấu hình cho OUTPUT
Khai báo trong hộp thoại
Sau đó nhấn OK hoàn tất quy trình nhập bộ đếm C0 với thông số đếm
K5
Chọn loại toán
hạng
Khai báo cho bộ đếm
+ C0: Bộ đềm thứ nhất
+ K5: Giá trị đặt cho bộ đếm là 5 lần
đếm
+ Giữa C0 và K5 phải có khoảng trắng
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 111
Thiết lập reset bộ đếm
Chọn Application instruction
(hoặc nhấn phím nóng F8)
RST C0: Reset bộ đếm C0
RST và C0 có khoảng trắng
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 112
Nhấn OK
7.2.3. Chuyển chƣơng trình sang PLC để vận hành:
Sau khi lập trình xong trên máy tính muốn chuyển sang PLC, ta cần tiến hành
các bƣớc sau:
Giả sử vừa lập xong đoạn chƣơng sau; tất cả các rung đều dƣợc tô màu
xám. Chúng ta lƣu (Save) chƣơng trình
Sau đó đƣa con trỏ chuột lên thanh Menu đến vị trí Convert =>
Convert hoặc nhấn phím nóng F4
Khi chức năng thực hiện xong, các rung lập trình biến mất màu xám
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 113
Chuyển sang PLC để vận hành, trên thanh Menu, chọn Online, sau đó
chọn Write to PLC…
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 114
Sau đó màn hình xuất hiện hộp thoại Write to PLC chọn
Chọn Select All và chọn Execute
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 115
Xuất hiện hộp thoại sau thì có nghĩa nguồn PLC chƣa đƣợc mở hoặc
cáp truyền dữ liệu từ máy tính qua PLC chƣa đƣợc kết nối.
Ta bật công tắc nguồn trên PLChoặc nối cáp truyền dữ liệu và thực hiện
lại thao tác trênsẽ xuất hiện hộp thoại MELSOFT series GX Developer. Chọn
Yes
Nếu hiển thị hộp thoại sau có nghĩa là PLC đang ở chế độ RUN, dữ liệu
không truyền qua PLC đƣợc.
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 116
Khi đó để truyền để truyền đƣợc dữ liệu qua PLC thì phải gạt công tắc
vận trên PLC sang chế độ STOP (đèn RUN trên PLC tắt). Sau đó thực hiện lại
thủ tục truyền dữ liệu lại từ đầu. Bây giờ việc truyền dữ liệu đƣợc thực thi, trên
màn hình xuất hiện cửa sổ
Và cửa sổ sau
Chọn OK
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 117
Khi xuất hiện cửa sổ sau thì việc truyền dữ liệu từ máy tính qua PLC đã
hoàn thành, ta nhấn OK.
Tiến hành giả lập trên PLC, chọn công tắc Run trên PLC để đèn Run
báo sáng và tiến hành giả lập.
CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP
Bài 1: Nhấn và giữ ngõ vào I0 thì ngõ ra Q0 lên 1. Tƣơng tự cho các ngõ vào I1
đến I5 và các ngõ ra Q1 đến Q3
Bài 2: Nhấn I0, ngõ ra Q0 lên 1. Nhấn I1 xuống 0
Bài 3: Nhấn I0 hoặc I1 hoặc I2 hoặc I3 ngõ ra Q0, Q1, Q2, Q1 lên 1. Nếu nhấn
Một trong các ngõ vào I4 hoặc I5 thì tất cả các các ngõ ra trên xuống 0.
Bài 4: Ứng dụng lệnh Set và Reset thiết kế mạch điều khiển ngõ ra Q0 bằng nút
nhấn mở I0 và nút dừng I1
Bài 5: Ứng dụng lệnh Timer viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 sau 3s ngõ
ra Q0 lên 1
Bài 6: Ứng dụng lệnh Timer viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 sau 3s ngõ
ra Q0 lên 1 và chớp tắt với chu kỳ 1s
Bài 7: Ứng dụng lệnh Counter viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 5 lần ngõ
ra Q0 lên 1. Tác động I1, ngõ ra Q0 xuống 0
Bài 8: Thiết kế mạch đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn (đảo
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƢƠNG 7 118
chiều gián tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào
ra
Bài 9: Thiết kế mạch đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn (đảo
chiều trực tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào
ra
Bài 10: Thiết kế mạch điều khiển mở tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút
nhấn, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra
Bài 11: Thiết kế mạch điều khiển mở và dừng tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha
bằng 2 nút nhấn mở và 2 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết
nối phần cứng ngõ vào ra
Bài 12: Thiết kế mạch điều khiển mở và dừng tuần tự 03 động cơ KĐB 3 pha
bằng 1 nút nhấn mở và 1 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết
nối phần cứng ngõ vào ra.
Bài 13: Thiết kế mạch điều khiển mở máy sao tam giác động cơ KĐB 3 pha
bằng 2 nút nhấn mở và 1 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết
nối phần cứng ngõ vào ra.
Bài 14: Viết chƣơng trình đóng mở cửa với yêu cầu sau. Nhấn S1 3 lần cửa mở
ra báo bằng đèn chớp tắt với chu kỳ 1s. Chạm hành trình SL1 cửa dừng, khi
nhấnựng lần cửa đóng lại báo bằng chuông reng chu kỳ 4s, khi chạm công tắc
hành trình SL2 cửa dừng.
Bài 15: Viết chƣơng trình điều khiển chuông báo giờ học thực hành với yêu cầu
sau:
* Ngày học: từ thứ 2 đến thứ 6
* Giờ vào: Ca sáng bắt đầu 7h30 chuông reng 5 lần chu kỳ 4s
Ca chiều bắt đầu 13h chuông reng 5 lần chu kỳ 4s
* Giờ ra: Ca sáng kết thúc 11h30 chuông reng 3 lần chu kỳ 3s
Ca chiều kết thúc 17h chuông reng 3 lần chu kỳ 3s
KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
CHƯƠNG 1 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tài liệu thực hành PLC-S7-200, Trung tâm Việt Đức, Trường đại học Sư Phạm
Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh.
2. Tự động hoá với SIMATIC S7 – 200, Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước,
Nhà xuất bản nông nghiệp, năm 1997.
3. Hướng dẫn thiết kế mạch và lập trình PLC, Trần Thế San (biên dịch), Nhà xuất
bản Đà Nẵng, năm 2005.
4. Điều khiển logic lập trình PLC, Tăng Văn Mùi (biên dịch), Nhà xuất bản Thống
kê, năm 2006.
5. Speicher Programmierbarer Steuerungen.