Đồ án Mô hình thí nghiệm plc băng chuyền phân loại sản phẩm giao tiếp plc với wincc

đoạn đã được thiết kế. Trong dạng LAD, logic điều khiển dòng điện đóng hoặc ngắt các cuộn dây đầu ra. Khi dòng điều khiển tới các cuộn dây thì các cuộn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm( hoặc một dãy các tiếp điểm). LAD Mô tả Toán hạng Đóng một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ bit đặt trước. bit : I, Q, M, SM, T, C, V . N : IB, QB, MB, SMB, VB, AC, Hằng số . Ngắt một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ bit đặt trước. Nếu bit đặt trước lại chỉ vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xoá bit đầu ra của Timer hoặc Counter đó. Đóng tức thời một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ bit đặt trước bit : Q. N : IB, QB, MB, SMB, VB, AC, Hằng số. Ngắt tức thời một mảng gồm N các tiếp điểm kể từ bit đặt trước. * Lệnh tiếp điểm đặc biệt: LAD Mô tả Toán hạng Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp. Nếu dòng cung cấp có tiếp điểm đảo thì nó bị ngắt mạch, nếu không có tiếp điểm đảo thì nó thông mạch. Không có Tiếp điểm chuyển đổi dương cho phép dòng cung cấp thông mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều khiển chuyển từ 0 lên 1 Không có Tiếp điểm chuyển đổi âm cho phép dòng cung cấp thông mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều khiển chuyển từ 1 xuống 0 Không có Tiếp điểm sử dụng bit bộ nhớ đặc biệt tạo dạng sóng vuông tuần hoàn với chu kỳ là 1s ( 0.5s có xung, 0.5s không có xung ) Không có * Lệnh điều khiển Timer: Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều khiển vẫn thường được gọi là khâu trễ. Có ba kiểu Timer của S7-200 phân biệt với nhau ở phản ứng của nó đối với trạng thái tín hiệu đầu vào ( TON, TOF và TONR ). Lệnh TON: Ký hiệu : Các toán hạng : TON : lệnh đếm thời gian tác động đóng trể không nhớ. Txxx: Khai báo xxx kiểu TON định độ phân giải có giá trị tra theo bảng. IN : đầu vào cho phép lệnh đếm thời gian hoạt động. PT : Giá trị đặt trước. Hoạt động : Lệnh TON gồm có giá trị đếm tức thời được nhớ trong thanh ghi 2 byte của Timer (gọi là T-word ) và 1 bit chỉ thị trạng thái logic đầu ra ( gọi là T-bit ). Khi đầu vào IN ở mức logic 1 cho phép lệnh TON hoạt động, giá trị đếm tức thời trong T-word được cập nhật và so sánh với giá trị đặt trước PT đồng thời tăng dần cho đến khi nó đạt giá trị cực đại ( 32.767 ). Nếu giá trị đếm tức thời T-word nhỏ hơn giá trị đặt trước PT , T-bit có giá trị logic là 0. Nếu giá trị đếm tức thời T-word lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị logic 1 Khi đầu vào IN ở mức logic 0, giá trị đếm tức thời T-word sẽ bị Reset xoá về 0. Bảng định độ phân giải lệnh TON: Ví dụ minh hoạ : Sau khoảng thời gian 30 ms kể từ khi I2.0 ở mức logic 1, T-bit chuyển trạng thái từ mức logic 0 lên 1. Lệnh TONR: Ký hiệu : Các toán hạng : TONR : lệnh đếm thời gian tác động đóng trể có nhớ. Txxx : Khai báo xxx kiểu TONR định độ phân giải có giá trị tra theo bảng IN : Đầu vào cho phép lệnh đếm thời gian hoạt động. PT : Giá trị đặt trước. Hoạt động : Lệnh TONR gồm có giá trị đếm tức thời được nhớ trong thanh ghi 2 byte của Timer (Gọi là T-word và 1 bit chỉ thị trạng thái logic đầu ra ( gọi là T-bit ) Khi đầu vào IN ở mức logic 1 cho phép lệnh TONR hoạt động, giá trị đếm tức thời trong T-word được cập nhật và so sánh với giá trị đặt trước PT đồng thời tăng dần cho đến khi nó đạt giá trị cực đại ( 32.767 ). Nếu giá trị đếm tức thời T-word nhỏ hơn giá trị đặt trước PT , T-bit có giá trị logic là 0. Nếu giá trị đếm tức thời T-word lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị logic 1 . Khác với lệnh TON khi đầu vào IN ở mức logic 0, giá trị đếm tức thời T-word sẽ được ghi nhớ và khi đầu vào IN ở mức logic 1 giá trị đếm tức thời T-word sẽ tiếp tục tăng cho đến khi đạt giá trị cực đại hoặc dùng lệnh Reset xoá giá trị đếm tức thời T-word về 0. Bảng định độ phân giải lệnh TONR: Ví dụ minh hoạ : T-bit có giá trị mức logic 1 khi đầu vào I2.1 ở mức logic 1 đủ 100 ms. Lệnh TOF : Ký hiệu : Các toán hạng : TOF : Lệnh đếm thời gian tác động mở trể không nhớ. Txxx: Khai báo xxx kiểu TOF định độ phân giải có giá trị tra theo bảng. IN : đầu vào cho phép lệnh đếm thời gian hoạt động. PT : Giá trị đặt trước. Hoạt động : Lệnh TOF gồm có giá trị đếm tức thời được nhớ trong thanh ghi 2 byte của Timer( gọi là T-word và 1 bit chỉ thị trạng thái logic đầu ra( gọi là T-bit ) Khi đầu vào IN ở mức logic 1, T-bit có giá trị logic 1 cho đến khi đầu vào IN xuống mức logic 0, khi đó cho phép lệnh TOF hoạt động, giá trị đếm tức thời trong T-word được cập nhật và so sánh với giá trị đặt trước PT đồng thời tăng dần cho đến khi nó đạt giá trị bằng giá trị đặt trước PT. Nếu giá trị đếm tức thời T-word nhỏ hơn giá trị đặt trước PT , T-bit có giá trị logic là 1. Nếu giá trị đếm tức thời T-word bằng giá trị đặt trước PT, T-bit có giá trị logic 0. Ví dụ minh hoạ : Khi đầu vào I0.0 xuống mức logic 0, sau thời gian định trước là 30 ms T-bit sẽ chuyển trạng thái sang mức logic 0. * Lệnh điều khiển Counter : Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sườn xung trong S7-200. Các bộ đếm thường được chia làm 3 loại : bộ đếm lên ( CTU ), bộ đếm xuống ( CTD ) và bộ đếm lên xuống (CTUD). Lệnh CTU : Ký hiệu : Các toán hạng : CTU : Lệnh đếm lên tác động sườn lên. Cxxx : Khai báo địa chỉ lệnh, với xxx là số nguyên có giá trị từ 0 đến 255. CU ( Count Up) : Đầu vào tác động lệnh đếm lên. R ( Reset ) : Xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0. PV ( Preset Value ) : Giá trị đặt trước, là số nguyên có giá trị đến +32.767. Hoạt động : Bên trong bộ đếm Cxxx có hai thanh ghi là: thanh ghi số đếm và thanh ghi bit. Đầu vào CU tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm tăng một đơn vị từ giá trị hiện hữu. Đầu vào R khi ở mức logic 1 sẽ xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0. Đầu vào giá trị đặt trước PV do người sử dụng đặt vào. Giá trị thanh ghi số đếm luôn được so sánh với gía trị đặt trước PV : Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm nhỏ hơn giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 0 . Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 1. Khi đó sẽ đảo trạng thái các tiếp điểm có địa chỉ Cxxx tương ứng. Lệnh CTUD : Ký hiệu : Các toán hạng : CTUD : Lệnh đếm lên xuống tác động sườn lên. Cxxx : Khai báo địa chỉ lệnh, với xxx là số nguyên có giá trị từ 0 đến 255. CU ( Count Up) : Đầu vào tác động lệnh đếm lên. CD ( Count Down) : Đầu vào tác động lệnh đếm xuống. R ( Reset ) : Xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0. PV ( Preset Value ) : Giá trị đặt trước, là số nguyên có giá trị từ -32.768 đến +32.767. Hoạt động : Bên trong bộ đếm Cxxx có hai thanh ghi là: thanh ghi số đếm và thanh ghi bit. Đầu vào CU tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm tăng một đơn vị từ giá trị hiện hữu. Đầu vào CD tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm giảm một đơn vị từ giá trị hiện hữu. Đầu vào R khi ở mức logic 1 sẽ xoá giá trị thanh ghi số đếm về 0. Đầu vào giá trị đặt trước PV do người sử dụng đặt vào. Giá trị thanh ghi số đếm luôn được so sánh với gía trị đặt trước PV : Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm nhỏ hơn giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 0 . Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước : Thanh ghi bit có mức logic là 1. Khi đó sẽ đảo trạng thái các tiếp điểm có địa chỉ Cxxx tương ứng. Ví dụ minh hoạ Tác động đầu vào I4.0 một xung làm thanh ghi số đếm tăng 1 đơn vị. Tác động đầu vào I3.0 một xung làm thanh ghi số đếm giảm1 đơn vị. Khi thanh ghi số đếm bằng hoặc lớn hơn giá trị PV=4, thanh ghi bit bằng 1. Tác động đầu vào I2.0 mức logic 1 sẽ xoá thanh ghi số đếm về 0. Lệnh CTD : Ký hiệu : Các toán hạng : CTD : Lệnh đếm xuống tác động sườn lên. Cxxx : Khai báo địa chỉ lệnh, với xxx là số nguyên có giá trị từ 0 đến 255. CD ( Count Down) : Đầu vào tác động lệnh đếm xuống. LD ( Load ) : Nạp giá trị PV vào thanh ghi số đếm. PV ( Preset Value ) : Giá trị đặt trước, là số nguyên. Hoạt động : Bên trong bộ đếm Cxxx có hai thanh ghi là: thanh ghi số đếm và thanh ghi bit. Đầu vào CD tác động một xung theo sườn lên thì giá trị thanh ghi số đếm giảm một đơn vị từ giá trị hiện hữu. Đầu vào LD khi ở mức logic 1 sẽ nạp giá trị PV vào thanh ghi số đếm. Đầu vào giá trị đặt trước PV do người sử dụng đặt vào. Giá trị thanh ghi số đếm luôn được so sánh với gía trị đặt trước PV : Nếu còn giá trị trong thanh ghi số đếm: Thanh ghi bit có mức logic là 0 . Nếu giá trị trong thanh ghi số đếm giảm về 0 và không giảm nữa: Thanh ghi bit có mức logic là 1. Ví dụ minh hoạ : - Tác động đầu vào I1.0 mức logic 1 sẽ nạp giá trị PV=3 vào thanh ghi số đếm, lúc này thanh ghi bit sẽ xuống mức logic 0. - Tác động đầu vào I3.0 một xung sẽ làm giảm giá trị thanh ghi số đếm một đơn vị, khi thanh ghi giá trị số đếm bằng 0, thanh ghi bit ở mức logic 1. *Lệnh so sánh : Khi lập trình nếu các quyết định về điều khiển được thực hiện dựa trên kết quả của việc so sánh thì có thể sử dụng lệnh so sánh theo byte, từ hay từ kép của S7-200. LAD sử dụng lệnh so sánh để so sánh các giá trị của byte, từ và từ kép ( giá trị thực hoặc nguyên). Những lệnh so sánh thường là : so sánh nhỏ hơn hoặc bằng, so sánh bằng và so sánh lớn hơn hoặc bằng. Khi so sánh giá trị của byte thì không cần phải để ý đến dấu của toán hạng, ngược lại khi so sánh các từ hoặc từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng là bit cao nhất trong từ hoặc từ kép. Ví dụ : 7FFF>8000 và 7FFFFFFF>80000000. Biểu diễn các lệnh so sánh trong LAD. LAD Mô tả Toán hạng Lệnh so sánh theo kiểu Byte ( từ ) được dùng để so sánh hai giá trị IN1 và IN2. Trong lệnh so sánh theo kiểu Byte bao gồm : IN1==IN2, IN1 >=IN2, IN1IN2, IN1 IN2. Tiếp điểm đóng nếu phép so sánh là đúng Byte được so sánh dạng không dấu. Toán hạng đầu vào : IB, QB, MB, SMB, VB, SB, LB, AC, hằng số. Lệnh so sánh theo kiểu số nguyên được dùng để so sánh hai giá trị IN1 và IN2. Trong lệnh so sánh theo kiểu số nguyên bao gồm : IN1==IN2, IN1 >=IN2, IN1IN2, IN1 IN2. Tiếp điểm đóng nếu phép so sánh là đúng Số được so sánh dạng có dấu. Toán hạng đầu vào : IW, QW, MW, SMW, VW, SW, LW, AC, T, C, hằng số. Lệnh so sánh theo kiểu Double Word ( từ kép ) được dùng để so sánh hai giá trị IN1 và IN2. Trong lệnh so sánh theo kiểu số nguyên bao gồm : IN1==IN2, IN1 >=IN2, IN1IN2, IN1 IN2. Tiếp điểm đóng nếu phép so sánh là đúng Số được so sánh dạng có dấu. Toán hạng đầu vào : ID QD, MD, SMD, VD, SD, LD, AC, hằng số. * Lệnh MOVE: Trong S7_200 có các hàm Move sau: Move_B: Di chuyển các giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Byte Move_W: Di chuyển các giá trị nguyên cho nhau trong giới hạn 1 Word Move_DW: Di chuyển các giá trị nguyên cho nhau trong giới hạn 1 DWord Move_R: Di chuyển các giá trị thực cho nhau trong giới hạn 1 Dint * Move_B: EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, Constant, *VD, *LD, *AC OUT Ngõ ra VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *LD, *AC Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép, lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT * MOVE W EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AIW, Constant, AC, *VD, *AC, *LD OUT Ngõ ra: VW, T, C, IW, QW, SW, MW,SMW, LW, AC, AQW, *VD, *AC, *LD Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT * MOVE_DW EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, HC, &VB, &IB, &QB, &MB, &SB, &T, &C, &SMB, &AIW, &AQW AC, Constant, *VD, *LD, AC OUT Ngõ ra: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT *MOVE_R EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, Constant, *VD, *LD, *AC, *LD OUT Ngõ ra: VD, ID, QD, MD, SD,SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC, *LD khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT Các tín hiệu ngõ vào cũng như ngõ ra của các lệnh Move phải được chọn đúng loại theo đã định như vùng định Dword đối với Move_R và Move_DW… Nếu chọn sai định dạng sai thì chương trình biên dịch cũng bị sai. *Lệnh xoay vòng bit và dịch chuyển dữ liệu : Trong lập trình nếu cần ta có thể dùng các lệnh điều khiển dữ liệu nhằm mục đích điều khiển chương trình linh hoạt hơn, đáp ứng được yêu cầu thực tế tự động điều khiển. Biểu diển lệnh : LAD Mô tả Toán hạng Lệnh xoay vòng thanh ghi theo kiểu BIT : Khi đầu vào EN có một xung sẽ cho phép nhập dữ liệu từ đầu vào DATA vào thanh ghi dịch S_BIT . N số Bit trong thanh ghi dịch sẽ được nhập vào bit nhớ đặc biệt SM1.1 Các toán hạng: DATA, S_BIT : I, Q, M, SM, T, C, V, S, L N : VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, hằng số Lệnh dịch chuyển dữ liệu theo kiểu Byte : Khi đầu vào EN ở mức logic 1 dữ liệu từ đầu vào IN sẽ được xuất ra đầu ra OUT theo kiểu Byte. Toán hạng đầu vào IN : VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, hằng số. Toán hạng đầu ra OUT: VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC 5. CÁC MODUL MỞ RỘNG CPU 224 cho phép mở rộng nhiều nhất 7 modul, các modun mở rộng tương 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 CPU, làm thành một móc xích . Địa chỉ của các vị trí của modul được xác định bằng kiểu vào / ra và vị trí của modul trong móc xích, bao gồm các modul có cùng kiểu . Ví dụ như một modul cổng ra không thể gán địa chỉ của một modul cổng vào, cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một modul số và ngược lại. Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chổ trong bộ đệm, tương ứng với số đầu vào / ra của modul. Sau đây là một ví dụ cách đặt địa chỉ trong các modul mở rộng trên CPU 224: 5.1MODUL MỞ RỘNG VÀO / RA SỐ : Modul số mở rộng EM 223 loại 8 đầu vào / 8 đầu ra: Ở loại này cũng có hai loại cấp nguồn vào / ra : -Loại EM 223 DI8 / DO8 X DC 24V : 8 đầu vào được cấp nguồn 24 VDC ( tối đa 30 VDC ) mức logic 1 điện áp vào phải đạt tối thiểu 15 VDC, mức logic 0 điện áp vào tối đa là 5VDC. 8 đầu ra khi ở mức logic 1 điện áp ra tối thiểu là 20VDC, khi ở mức logic 0 điện áp ra tối đa là 0.1 VDC. Sơ đồ nối dây : -Loại EM 223 DI8 / DO8 X DC 24V / RLY : 8 đầu vào được cấp nguồn 24 VDC ( tối đa 30 VDC ) mức logic 1 điện áp vào phải đạt tối thiểu 15 VDC, mức logic 0 điện áp vào tối đa là 5VDC. 8 đầu ra dùng rơ le với các tiếp điểm chịu được điện áp DC từ 5 đến 30V, điện áp AC từ 5 đến 250V. Sơ đồ nối dây : MODUL MỞ RỘNG VÀO / RA TƯƠNG TỰ : EM 235 AI4 / AQ1 X 12 Bit : với 4 đầu vào Analog và một đầu ra Analog. Điện áp đầu vào tối đa 30 VDC. Điện áp ra ± 10V. Sơ đồ đấu dây : Các công tắc từ 1 đến 6 ( DIP ) chọn loại tín hiệu Analog đầu vào. Tất cả các tín hiệu đầu vào được đặt loại tín hiệu Analog và định dạng giống nhau theo bảng dưới: Công tắc 6 chọn đầu vào loại có hoặc không phân cực, công tắc 4 và 5 chọn độ khuếch đại, công tắc 1,2,3 chọn độ suy giảm tín hiệu: Các tín hiệu đầu vào được đưa vào bộ so sánh , mạch chỉnh độ lợi (khuếch đại ) và sau đó đưa vào bộ chuyển đổi ADC thành tín hiệu số Digital 12 bit vào PLC để được xử lý tín hiệu :  Tín hiệu số Digital 12 bit ra được chuyển đổi ngược lại qua mạch DAC thành tín hiệu Analog trước khi được khuếch đại xuất tín hiệu đã được xử lý ra ngoài: CHƯƠNG 2 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC CPU 224 1. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC: CB QUANG CB QUANG CB TỪ CB DUNG XI LANH BĂNG TẢI TRONG MÔ HÌNH GỒM CÓ: Khối nguồn Khối tín hiệu vào PLC Khối tín hiệu ra PLC Khối điều khiển motor (Auto và Manual) PLC S7200, CPU 224 Băng tải Encoder Cảm biến quang Cảm biến từ Xi lanh 2/ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 3. SƠ ĐỒ CHI TIẾC *Khối cách li 5VDC và 24VDC đưa xung Encoder ra PLC: *Khối cảm biến đảo *Khối cảm biến không đảo: *Khối tạo xung PWM (AUTO và MANUAL) 4. Cảm biến: 4.1 Cảm biến từ: MÃ SẢN PHẨM: PR30-DN/DP KÍCH THƯỚC: TRÒN, PHI 30mm KHOẢNG CÁCH PHÁT HIỆN 10mm/15mm, 12-24VDC CÓ 3 DÂY: ĐỎ NỐI NGUỒN 24VDC, ĐEN NỐI GND, TRẮNG TÍN HIỆU RA. 4.2 Cảm biến quang: MÃ SẢN PHẨM : CDR-10X KHOẢNG CÁCH PHÁT HIỆN VẬT : 10cm ĐIỆN ÁP CUNG CẤP : 10VDC ĐẾN 30VDC DÒNG TỐI ĐA : 25 mA NGÕ RA: NPN & PNP, DÒNG 150 Ma CÓ 4 DÂY: XÁM NGUỐN 24VDC, XANH DƯƠNG GND, ĐEN TÍN HIỆU VÀO KHÔNG ĐẢO, TRẮNG TÍN HIỆU VÀO ĐẢO 4.3 Cảm biến dung: MÃ SẢN PHẨM : E2K-X15ME1 KHOẢNG CÁCH PHÁT HIỆN : 15mm NGUỒN CUNG CẤP : 10VDC ĐẾN 30VDC NGÕ RA LOẠI NPN CÓ 3 DÂY:XÁM 24VDC, XANH DƯƠNG GND, ĐEN TÍN HIỆU VÀO CHƯƠNG 3 PHẦN MỀM STEP7- MICROWIN32 1. GIAO DIỆN PHẦN MỀM: - Để một hệ thống PLC có thể thực hiện được một quá trình điều khiển nào đó thì bản thân nó phải biết được nó cần phải làm gì và làm như thế nào. - Việc truyền thông tin về hệ thống ví dụ như quy trình hoạt động cũng như các yêu cầu kèm theo cho PLC người ta gọi là lập trình.Và để có thể lập trình được cho PLC thì cần phải có sự giao tiếp giữa người và PLC. - Việc giao tiếp này phải thông qua một phần mềm gọi là phần mềm lập trình. - Mỗi một loại PLC hoặc một họ PLC khác nhau cũng có những phần mềm lập trình khác nhau. - Đối với PLC S7-200, SIEMEN đó xây dựng một phần mềm để có thể lập trình cho họ PLC loại này. Phần mềm này có tên là STEP7- MicroWIN32.Đây là một phần mềm chạy trên nền Windows 32bit, trải qua nhiều phiên bản khác nhau. Ở đây tập trung nói về STEP7-MicroWIN32 version 4.0. - Ngoài việc phục vụ lập trình cho PLC S7-200, phần mềm này cũng có rất nhiều các tính năng khác như các công cụ gỡ rối, kiểm tra lỗi, hỗ trợ nhiều cách lập trình với các ngôn ngữ khác nhau… - Phần mềm này cũng có xây dựng một phần trợ giúp (Help) có thể nói là rất đầy đủ, chi tiết và tiện dụng. Người dùng có thể tra cứu các vấn đề về PLC S7-200 một cách rất nhanh chóng, rõ ràng và dễ hiểu. - Để có thể thực hiện phần mềm lập trình STEP7- MicroWIN32 ta có 2 cách: Cách 1: Vào Start → Simatic → STEP7- MicroWIN32 V4.0 → STEP7- MicroWIN32. Cách 2: Chạy thông qua biểu tượng trên Desktop. Vựng soạn thảo chương trình Các khối hàm, lệnh Các khối chức năng Công cụ kết nối các lệnh Nút thay đổi trạng thái làm việc của PLC Down load/Upload Nút kiểm tra trạng thái của chương trình. Mở, tạo mới, lưu một CT điều khiển * Một số thành phần quan trọng: - Program Block: Khi click chuột vào nút này ta sẽ trở về được vùng soạn thảo chương trình. Ở vùng này ta có thể thêm bớt các đầu vào/ra, các biến, các lệnh, hàm để thực hiện chương trình điều khiển. - Communications và cách kiểm tra sự kết nối với PLC S7-200: Ở đây ta có thể thay đổi cách mà máy tính truyền thông với PLC S7-200 (PPI, MPI, tốc độ truyền…) hoặc kiểm tra có hay không sự truyền thông giữa máy tính và PLC S7-200 (kiểm tra sự có mặt của PLC hay không). - Symbol Table: Click chuột vào đây, ta sẽ được một bảng mà ở đó ta có thể định nghĩa các tên biến và đặt địa chỉ tương ứng cho các biến đó để có thể dễ nhớ và dễ kiểm tra.Các biến này có thể là các đầu vào/ra, các biến trung gian… - Khối hàm, lệnh: Đây là một trong những thành phần quan trọng nhất của STEP7- MicroWIN32. Nó bao gồm toàn bộ các lệnh và khối hàm của STEP7- Micro WIN32 để có thể tạo được một chương trình điều khiển cho PLC S7-200. Người dùng có thể tìm thấy các lệnh hoặc hàm mình cần dựa trên các nhóm có cùng chức năng mà STEP7- MicroWIN32 đã phân loại sẵn. Trong đó thường dùng nhất là các khối: + Bit Logic: bao gồm các lệnh làm việc với bit và thực hiện các phép toán logic như AND, OR, NOT… + Compare: bao gồm các khối lệnh dùng để so sánh dữ liệu như >, <, =, ≥, ≤... + Interger Math, Floating-Point Math: nhóm lệnh làm việc với số nguyên 16 bit, 32 bit và số thực. Nhóm lệnh này thực hiện các phép toán số học như +, -, *, /… + Move: các khối lệnh dùng để di chuyển dữ liệu từ vùng nhớ này sang vùng nhớ khác của PLC. + Timer: đây là khối lệnh làm việc với các loại timer của S7-200. + Counter: đây là khối lệnh làm việc với các loại timer của S7-200 Ngoài ra còn các khối khác cũng rất quan trọng chúng ta có thể tham khảo thêm ở phần Help của STEP7- MicroWIN32. Để có thể biết một khối hàm hoặc lệnh làm việc như thế nào và điều kiện kèm theo chúng ta chọn khối hàm, lệnh đó và nhấn F1. + Vựng soạn thảo: Đây là vùng mà STEP7- MicroWIN32 dành cho người dùng soạn thảo các chương trình điểu khiển của riêng mình.Ở đây người dùng có thể thêm các lệnh các khối hàm, các cấu trúc điều khiển chương trình tạo các kết nối giữa các câu lệnh để thực thi các nhiệm vụ điều khiển. Có 3 phương pháp hay nói cách khác là 3 ngôn ngữ khác nhau để viết một chương trình điều khiển cho PLC S7-200: + Statement List (STL): lập trình ở dạng danh sách lệnh dựa trên các từ gợi nhớ. + Lader (LAD): lập trình dạng hình thang có dạng như một sơ đồ nguyên lý mạch. + Function Data Block (FDB): lập trình dựa trên các khối logic cơ bản AND, OR… Cũng nên lưu ý sự khác nhau giữa vùng soạn thảo khi dùng ngôn ngữ LAD so với các ngôn ngữ khác. Người dùng có thể thực hiện việc chuyển đổi việc lập trình giữa các ngôn ngữ khác nhau thông qua việc lựa chọn ngôn ngữ lập trình khi vào menu: View à STL hoặc LAD hoặc FDB. Ngoài ra khi soạn thảo chương trình STEP7- MicroWIN32 cũng hỗ trợ người dùng với các thông báo lỗi về cú pháp, về dữ liệu… * Một số thao tác quan trọng: - Có 2 cách để tạo một chương trình mới: + Vào menu File à New. + Dùng biểu tượng trên thanh cụng cụ. - Lưu lại chương trình đó viết bằng cách: + Vào menu File à Save. + Dùng biểu tượng trên thanh công cụ. - Để chèn một network mới: + Click chuột phải vào số thứ tự của network, chọn Insert à Network(s). + Dùng biểu tượng trên thanh công cụ. - Để xoá một network: chọn network + Click chuột phải vào network cần xóa, chọn Delete à Network(s). + Dùng biểu tượng trên thanh công cụ. - Để thêm một lệnh trong chương trình: Chọn vị trí của lệnh trong chương trình: + Tiếp theo chọn Instructions, chọn nhóm lệnh sẽ làm việc, double click vào lệnh cần dùng. + Dùng biểu tượng trên thanh công cụ. - Để PLC S7-200 có thể thực hiện được các chương trình điều khiển, người dùng phải Download chương trình xuống PLC. + Chọn File à Download. Và việc download có phím tắt là Ctrl+D. + Dùng ngay biểu tượng ở trên thanh cụng cụ - Khi trong PLC có sẵn một chương trình, người dùng cần đưa lên để kiểm tra, chỉnh sửa STEP7- MicroWIN32 cũng hỗ trợ việc Upload. + Chọn menu File à Upload. Phím tắt là Ctrl+U. + Dùng biểu tượng ở trên thanh công cụ. Cần phải lưu ý là để Upload hoặc Download chương trình cho PLC thì phải chắc chắn rằng PLC S7-200 đó được kết nối đến máy tính và việc truyền thông với máy tính đó được thiết lập. Hay nó cách khác máy tính phải nhận ra được sự tồn tại của PLC. Nếu không STEP7- MicroWIN32 sẽ báo lỗi. Khi kết nối thành công STEP7- MicroWIN32 sẽ đưa ra bảng thông báo các thành phần sẽ được download xuống PLC. Muốn download được thì phải chuyển PLC về trạng thái dừng (STOP) bằng cách nhấn nút STOP trên thanh công cụ. 2. LẬP TRÌNH TUYẾN TÍNH VÀ CẤU TRÚC: * Dạng tuyến tính: Là phương pháp lập trình mà tất cả các lệnh đều nằm trong một chương trình duy nhất. Các lệnh được sắp xếp theo một thứ tự nhất định để phù hợp với yêu cầu của hệ thống điều khiển. Với cách tổ chức chương trình dạng này nó có đặc điểm thống nhất toàn bộ lệnh trong một khối, có thể quan sát được cùng một lúc nhiều đầu vào/ra nhưng nó chỉ phù hợp với những bài toán không quá nhiều phức tạp, không quá nhiều các đầu vào/ra, không phải xử lý một khối lượng lớn dữ liệu. * Dạng có cấu trúc: - Các lệnh của chương trình sẽ nằm trong các chương trình làm những nhiệm vụ riêng biệt gọi là các chương trình con. - Khi có yêu cầu từ hệ thống, chương trình chính sẽ gọi chương trình con làm nhiệm vụ liên quan và cho phép thực hiện để thực hiện việc điều khiển. 3. CÁC BƯỚC ĐỂ LẬP TRÌNH MỘT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO PLC S7 200 * Bước 1: Phân tích yêu cầu công nghệ. - Phân tích các yêu cầu chung của hệ thống (tức là xác định thành phần nào cần điều khiển, yêu cầu về thời gian, độ chính xác…). - Phân tích thứ tự tác động của các thành phần trong hệ thống. Hay nói cách khác là sự phân biệt thứ tự hoạt động của các thành phần trong hệ thống, cái nào trước, cái nào sau... và sự liên quan giữa chúng. - Phân tích bản chất của từng thành phần để xác định được các điều kiện liên quan mà chỉ phụ thuộc vào bản chất riêng của nó và kết hợp với toàn bộ với những phân tích trước đó để có phương pháp điểu khiển thích hợp. * Bước 2: Lập bảng địa chỉ cho các I/O. - Từ các bước phân tích về công nghệ cho ta biết sẽ có bao nhiêu I/O trong hệ thống, bản chất của các I/O (số, tương tự, xung…) và ta sẽ xây dựng được một bảng các I/O cho toàn bộ hệ thống. - Việc xây dựng bảng I/O phụ thuộc vào hệ thống và cấu hình PLC hoặc hệ PLC mà chúng ta định viết chương trình điều khiển. Và việc gán địa chỉ cho các I/O của hệ thống phải tuân thủ những quy định của nhà cung cấp PLC. * Bước 3: Lập giản đồ thời gian hoặc lưu đồ thuật toán điều khiển. - Đối với những hệ điều khiển tương đối lớn và phức tạp thì bước này rất quan trọng cho việc lập trình về sau này.Nó sẽ giúp cho người lập trình phân tích hệ thống điều khiển thành từng phần, sự liên quan và thứ tự tác động của chúng và từ đó sẽ cụ thể hoá được phương án điều khiển trên chương trình cho PLC. - Đối với những hệ thống nhỏ không có quá nhiều các I/O thì người ta có thể xây dựng giản đồ thời gian tương ứng cho từng I/O nằm trong tổng thể thứ tự và thời gian tác động của toàn bộ I/O của hệ thống. * Bước 4: Viết chương trình điều khiển. - Từ những gì đã có từ việc phân tích hệ thống và xây dựng lưu đồ thuật toán hoặc giản đồ thời gian thì việc cụ thể hoá bằng ngôn ngữ lập trình và đưa xuống PLC cũng rất quan trọng. - Người lập trình cũng phải tuân thủ những quy định của nhà sản xuất về việc lập trình cho loại PLC S7-200 của họ dẫn đến một số hạn chế nhất định trong việc thể hiện thuật toán. Và đôi khi cũng phải điều chỉnh lại thuật toán cho phù hợp với loại PLC mà mình đang có. *Bước 5: Chạy thử chương trình và kiểm tra lỗi - Sau khi đã hoàn thiện chương trình điều khiển và kiểm tra những lỗi có thể thấy được như các lỗi về cú pháp, về sự sai khác kiểu dữ liệu, về thời gian… thì có thể download chương trình xuống PLC để chạy thử. - Việc chạy thử này nếu có thể thực hiện trên hệ thống thực tế là tốt nhất còn nếu không có thể chạy thử trên các phần mềm mô phỏng hoặc một hệ thống được xây dựng để mô phỏng lại hệ thống cần điều khiển. Từ việc kiểm tra các đáp ứng của hệ thống sau khi chạy thử thì người lập trình có thể kiểm tra lại toàn bộ thuật toán mà mình đã xây dựng từ đó chỉnh sửa lai chương trình để đáp ứng được hoàn toàn các yêu cầu của hệ thống. 4. TẬP LỆNH TRONG S7-200: * Lệnh về bit: : tiếp điểm thường hở. : tiếp điểm thường đóng. : Cuộn coil, ngõ ra. : đảo trạng thái bit. : Set bit : Reset bit : Vi phân cạnh lên : Vi phân cạnh xuống. . *Timer: TON, TOF, TONR. TON: Delay On. TOF: Delay Off. TONR: Delay On có nhớ * TON: IN: BOOL: cho phép Timer. PT: Int: giá trị đặt cho timer(VW, IW, QW, MW, SW, SMW,LW, AIW, T, C, AC, Constant, *VD, *LD, *AC) Txxx: số hiệu Timer. Trong S7_200 có 256 Timer, ký hiệu từ T0-T255 Các số hiệu Timer trong S7_200 như sau: Timer Type Resolution Maximum Value Timer Number TONR 1 ms 32.767 s T0, T64 10 ms 327.67 s T1-T4, T65-T68 100 ms 3276.7 s T5-T31, T69-T95 TON, TOF 1 ms 32.767 s T32, T96 10 ms 327.67 s T33-T36, T97-T100 100 ms 3276.7 s T37-T63, T101-T255  * TOFF: IN: BOOL: cho phép Timer. PT: Int: giá trị đặt cho timer(VW, IW, QW, MW, SW,SMW,LW, AIW, T, C, AC, Constant, *VD, *LD, *AC) Txxx: số hiệu Timer. *TONR: IN: BOOL: cho phép Timer. PT: Int: giá trị đặt cho timer(VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, AIW, T, C, AC, Constant, *VD, *LD, *AC) *Counter: + Counter Up(đếm lên): Cxxx: số hiệu counter (0-255) CU: kích đếm lên Bool R:reset Bool PV:giá trị đặt cho counter INT PV: VW, IW, QW, MW, SMW, LW, AIW, AC, T, C, Constant, *VD, *AC, *LD, SW Mô tả: Mỗi lần có một xung cạnh lên ở chân CU, giá trị bộ đếm (1 Word) được tăng lên 1. Khi giá trị hiện tại lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt PV(Preset value), ngõ ra sẽ được bật lên ON. Khi chân Reset được kích (xung lên) giá trị hiện tại bộ đếm và ngõ ra được trả về 0. Bộ đếm ngưng đếm khi giá trị bộ đếm đạt giá trị tối đa là 32767 (216 -1). + Counter Down(đếm xuống): Cxxx: số hiệu counter (0-255) CU: kích đếm lên Bool R:reset Bool PV:giá trị đặt cho counter INT PV: VW, IW, QW, MW, SMW, LW, AIW, AC, T, C, Constant, *VD, *AC, *LD, SW Mô tả: Khi chân LD được kích (xung lên) giá trị PV được nạp cho bộ đếm. Mỗi lần có một xung cạnh lên ở chân CD, giá trị bộ đếm (1 Word) được giảm xuống 1. Khi giá trị hiện tại của bộ đếm bằng 0, ngõ ra sẽ được bật lên ON và bộ đếm sẽ ngưng đếm. *Counter Up/Down (đếm lên/xuống): Cxxx: số hiệu counter (0-255) CU: kích đếm lên Bool CD: kích đếm xuống Bool R:reset Bool PV:giá trị đặt cho counter INT PV: VW, IW, QW, MW, SMW, LW, AIW, AC, T, C, Constant,*VD, *AC, *LD, SW Mô tả: Mỗi lần có một xung cạnh lên ở chân CU, giá trị bộ đếm (1 Word) được tăng lên 1. Mỗi lần có một xung cạnh lên ở chân CD, giá trị bộ đếm được giảm xuống 1. Khi giá trị hiện tại lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt PV(Preset value), ngõ ra sẽ được bật lên ON. Khi chân R được kích (xung lên) giá trị bộ đếm và ngõ Out được trả về 0. Giá trị cao nhất của bộ đếm là 32767 và thấp nhất là –32768. Khi giá trị bộ đếm đạt ngưỡng *Lệnh MOVE: Trong S7_200 có các hàm Move sau: Move_B: Di chuyển các giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Byte Move_W: Di chuyển các giá trị nguyên cho nhau trong giới hạn 1 Word Move_DW: Di chuyển các giá trị nguyên cho nhau trong giới hạn 1 DWord Move_R: Di chuyển các giá trị thực cho nhau trong giới hạn 1 Dint * Move_B: EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, Constant, *VD, *LD, *AC OUT Ngõ ra VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, *VD, *LD, *AC Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép, lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT *MOVE W EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VW, IW, QW, MW, SW, SMW, LW, T, C, AIW, Constant, AC, *VD, *AC, *LD OUT Ngõ ra: VW, T, C, IW, QW, SW, MW,SMW, LW, AC, AQW, *VD, *AC, *LD Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT * MOVE_DW EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, HC, &VB, &IB, &QB, &MB, &SB, &T, &C, &SMB, &AIW, &AQW AC, Constant, *VD, *LD, AC OUT Ngõ ra: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT *MOVE_R EN: ngõ vào cho phép IN Ngõ vào: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, LD, AC, Constant, *VD, *LD, *AC, *LD OUT Ngõ ra: VD, ID, QD, MD, SD,SMD, LD, AC, *VD, *LD, *AC, *LD Khi có tín hiệu ở ngõ cho phép,lệnh sẽ chuyển nội dung của ô nhớ trong (IN) sang ô nhớ trong OUT Các tín hiệu ngõ vào cũng như ngõ ra của các lệnh Move phải được chọn đúng loại theo đã định như vùng định Dword đối với Move_R và Move_DW… Nếu chọn sai định dạng sai thì chương trình biên dịch cũng bị sai. *Các lệnh về dịch bit: Lệnh +Dịch trái,phải Byte: Bit EN : Bit cho phép thực hiện lệnh dịch trái,dịch phải IN : Byte được dịch OUT: Kết quả của Byte dịch N : Số Byte dịch Các Bit dịch ra ngoài,bị loại bỏ Các số 0 được dịch vào Bit mới Ví dụ: Byte : 1101 1101 Sau lệnh dịch N=3 kết quả: 0001 1011 ( 3 Bit 000 mới được đẩy vào,3 Bit 101 bị đẩy ra) + Lệnh dịch trái Carry 0 Lệnh dịch trái chuyển bit thấp sang bit cao và nhân 2n +Lệnh dịch phải: 0 Carry Dịch chuyển bit cao sang bit thấp và chia 2n Tương tự có lệnh xoay phải,trái Word,Dw *Các hàm số học: + Lệnh cộng trừ: ADD_I: Cộng hai số nguyên 16 bit SUB_I: Trừ hai số nguyên 16 bit EN: ngõ vào cho phép IN1 + IN2 = OUT IN1 – IN2 = OUT Khi ngõ vào cho phép lên 1 chương trình sẽ thực hiện việc cộng ( hay trừ) 2 số nguyên 16 Bit ở IN1, IN2 tương ứng ,kết quả đưa vào OUT. Tương tự, ta có: ADD_DI: Cộng hai số nguyên 32 Bit SUBB_DI: trừ hai số nguyên 32 Bit ADD_R: Cộng hai số thực SUBB_R: trừ hai số thực +Lệnh nhân chia: MUL_I: Nhân hai số nguyên 16 bit DIV_I:chia hai số nguyên 16 bit EN: ngõ vào cho phép IN1 * IN2 = OUT IN1 / IN2 = OUT Nếu kết quả chia có dư thì phần dư sẽ được bỏ. Khi ngõ vào EN lên 1, chương trình sẽ thực hiện việc nhân ( hay chia) 2 số nguyên 16 Bit, kết quả cất vào số nguyên 16 Bit Trường hợp chia:do OUT là số nguyên 16 Bit, nên phần dư của phép chia sẽ bị bỏ.Trường hợp nhân: nếu bị tràn bộ nhớ thì OUT sẽ chứa phần Byte thấp. Tương tự, ta có: MUL_DI: Nhân hai số nguyên 32 bit DIV_DI: Chia hai số nguyên 32 bit MUL_R: Nhân hai số thực DIV_R: Chia hai số thực Lệnh MUL, DIV : Tương tự lệnh nhân và chia, nhưng trong trường hợp này ngõ ra OUT là 32 Bit Ta sẽ sử dụng lệnh MUL hay DIV khi không biết ngõ ra có bị tràn 16 Bit hay không. +Lệnh tăng giảm: INC_B: Tăng Byte DEC_B: Giảm Byte EN:Ngõ vào cho phép IN1 + 1 = OUT EN:Ngõ vào cho phép IN1 - 1 = OUT Các hàm tương tự: INC_W: Tăng Word DEC_W: Giảm Word NC_DW: Tăng DWord DEC_DW: Giảm Dword Ngoài ra còn một số hàm khác như:SQRT(khai căn), SIN, COS, TAN, LN, E +Các lệnh so sánh: So sánh byte: so sánh bằng: Khi IN1=IN2 thì ngõ ra được tích cực. so sánh khác. So sánh lớn hơn hoặc bằng. So sánh nhỏ hơn hoặc bằng. So sánh lớn hơn So sánh nhỏ hơn Tương tự các hàm so sánh cho Byte, ta cũng có các lệnh so sánh cho số Int, Dint, Real Khi thực hiện các hàm so sánh thì IN1,IN2 phải được chọn đúng kiểu dữ liệu. *Lệnh về đồng hồ thời gian thực RTC +Lệnh đọc thời gian thực Read_RTC: Bit EN : Bit cho phép đọc thời gian thựcT ( 8byte): VB,IB,QB,MB,SB,LB,*AC,*VD,*LD Được định dạng như sau: T (byte) Giá trị ( định dạng BCD) 0 (năm) 0-99 1 (tháng) 0 -12 2 (ngày) 0 - 31 3 (giờ) 0 - 23 4 (phút) 0 - 59 5 (giây) 0 - 59 6 (00) 00 7 (ngày trong tuần) 1 – 7; 1: Sunday + Lệnh Set thời gian thực Set_RTC: Khi có tín hiệu EN thì thời gian thực sẽ được set lại thông qua T Cách định dạng Byte T hoàn toàn giống ở trên. *Lệnh gọi chương trình con: XXX: 00-99 * Các lệnh về ngắt: Lệnh ATCH: EVNT : Số thứ tự sự kiện ngắt Ví dụ:  Bit EN : tín hiệu cho phép thực hiện lệnh ATCH INT : Chương trình ngắt được gọi khi có sự kiện ngắt xảy ra Khi gặp sự kiện ngắt số 8 ( Sự kiện ngắt Port nối tiếp ), chương trình sẽ gọi chương trình ngắt INT_0. Bảng sự kiện ngắt: *Lệnh DTCH: Cấm ngắt Bit EN : tín hiệu cho phép thực hiện lệnh DTCH X: Số thứ tự sự kiện ngắt ,bị cấm * Xuất xung tốc độ cao CPU S7_200 có 2 ngõ ra xung tốc độ cao (Q0.0 ,Q0.1), dùng cho việc điều rộng xung tốc độ cao nhằm điều khiển các thiết bị bên ngoài. Việc điều rộng xung được thực hiện thông qua việc định dạng Wizard Có 2 cách điều rộng xung: điều rộng xung 50%,và điều rộng xung theo tỉ lệ . * Điều rộng xung 50% (PTO): Để thực hiện việc phát xung tốc độ cao ( PTO) trước hết ta phải thực hiện các bước định dạng sau: · Reset ngõ xung tốc độ cao ở chu kì đầu của chương trình · Chọn loại ngõ ra phát xung tốc độ cao Q0.0 hay Q0.1 · Định dạng thời gian cơ sở ( Time base) dựa trên bảng sau: PTO/PWM Control Byte Reference Result of executing the PLS instruction Control Register (Hex Enab le Select Mode PTO Segmen t Operati on Time Base Pulse Count Cycle Time Value) 16#81 Yes PTO Single 1µs/cycle Load 16#84 Yes PTO Single 1µs/cycle Load 16#85 Yes PTO Single 1µs/cycle Load Load 16#89 Yes PTO Single 1ms/cycle Load 16#8C Yes PTO Single 1ms/cycle Load 16#8D Yes PTO Single 1ms/cycle Load Load 16#A0 Yes PTO Multiple 1µs/cycle 16#A8 Yes PTO Multiple 1ms/cycle Các Byte cho việc định dạng : SMB67(cho Q0.0) SMB77 (cho Q0.1) Ngoài ra: Q0.0 Q0.1 SMW68 SMW78 :Xác định chu kì thời gian SMW70 SMW80 :Xác định chu kì phát xung SMD72 SMD82 :Xác định số xung điều khiển * Điều rộng xung theo tỉ lệ (PWM): Để thực hiện việc phát xung tốc độ cao ( PWM) trước hết ta phải thực hiện các bước định dạng sau: · Reset ngõ xung tốc độ cao ở chu kì đầu của chương trình · Chọn loại ngõ ra phát xung tốc độ cao Q0.0 hay Q0.1 · Định dạng thời gian cơ sở ( Time base) dựa trên bảng sau: Result of executing the PLS instruction Control Register (Hex Value) Enab le Select Mod e PWM Update Method Time Base Pulse Width Cycle Time 16#D1 Yes PWM Synchronous 1µs/cycle Load 16#D2 Yes PWM Synchronous 1µs/cycle Load 16#D3 Yes PWM Synchronous 1µs/cycle Load Load 16#D9 Yes PWM Synchronous 1ms/cycle Load 16#DA Yes PWM Synchronous 1ms/cycle Load 16#DB Yes PWM Synchronous 1ms/cycle Load Load Các Byte cho việc định dạng : SMB67(cho Q0.0) SMB77 (cho Q0.1) Ngoài ra: Q0.0 Q0.1 SMW68 SMW78 :Xác định chu kì thời gian SMW70 SMW80 :Xác định chu kì phát xung SMD72 SMD82 :Xác định số xung điều khiển *Đọc xung tốc độ cao: Để đọc xung tốc độ cao, ta cần phải thực hiện các bước cho vệc định dạng Wizard: * Chọn Wizard đọc xung tốc độ cao High Speed Counter: Chọn Mode đọc xung tốc độ cao và loại Counter nào (HC0,HC1…) Tuỳ từng loại ứng dụng mà ta có thể chọn nhiều Mode đọc xung tốc độ cao khác nhau,có tất cả 12 Mode đọc xung tốc độ cao như sau: Mode 0,1,2 : Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit nội Mode 0: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, không có Bit Start cũng như bit Reset Mode 1: Đếm tăng hoặc giảm, có bit Reset nhưng không có bit Start Mode 2: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như bit Reset để cho phép chọn bắt đầu đếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset. Các Bit Start cũng như Reset là các ngõ Input chọn từ bên ngoài. Mode 3,4,5: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit ngoại, tức là có thể chọn từ ngõ vào input. Mode 3: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, không có Bit Start cũng như bit Reset Mode 4: Đếm tăng hoặc giảm,có bit Reset nhưng không có bit Start Mode 5: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như bit Reset để cho phép chọn bắt đầu đếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset. Các Bit Start cũng như Reset là các ngõ Input chọn từ bên ngoài. Mode 6,7,8: Dùng đếm 2 pha với 2 xung vào, 1 xung dùng để đếm tăng và một xung đếm giảm Mode 6: Chỉ đếm tăng giảm, không có Bit Start cũng như bit Reset Mode 7: Đếm tăng giảm, có bit Reset nhưng không có bit Start Mode 8: Đếm tăng giảm, có Bit Start cũng như bit Reset để cho phép chọn bắt đầu đếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset. Các Bit Start cũng như Reset là các ngõ Input chọn từ bên ngoài. Mode 9,10,11 : Dùng để đếm xung A/B của Encoder,có 2 dạng: Dạng 1 (Quadrature 1x mode): Đếm tăng 1 khi có xung A/B quay theo chiều thuận, và giảm 1 khi có xung A/B quay theo chiều ngược. Dạng 2 (Quadrature 4x mode): Đếm tăng 4 khi có xung A/B quay theo chiều thuận, và giảm 4 khi có xung A/B quay theo chiều ngược. Mode 9: Chỉ đếm tăng giảm, không có Bit Start cũng như bit Reset Mode 10: Đếm tăng giảm, có bit Reset nhưng không có bit Start Mode 11: Đếm tăng giảm, có Bit Start cũng như bit Reset để cho phép chọn bắt đầu đếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset. Các Bit Start cũng như Reset là các ngõ Input chọn từ bên ngoài. Mode 12: Chỉ áp dụng với HSC0 và HSC3, HSC0 dùng để đếm số xung phát ra từ Q0.0 và HSC3 đếm số xung từ Q0.1 ( Được phát ra ở chế độ phát xung nhanh) mà không cần đấu phần cứng, nghĩa là PLC tự kiểm tra từ bên trong. Bảng Mô tả chế độ đếm cũng như loại HSC, quy định địa chỉ vào. Căn cứ vào bảng trên để có thể chọn loại HSC cho từng ứng dụng phù hợp. Ví dụ: Không thể sử dụng HSC0 cho Mode 5, Mode 8 cũng như Mode 11, vì các Mode này cần 4 chân Input trong khi đó HSC0 chỉ có 3 chân Input. 1 Số Bit được sử dụng để điều khiển các chế độ của HSC: HDEF Control Bits(used only when HDEF is executed) HSC0 HSC1 HSC2 HSC4 Description SM37.0 SM47.0 SM57.0 SM147.0 Active level control bit for Reset**: 0 = Reset active high 1 = Reset active low SM47.1 SM57.1 Active level control bit for Start**: 0 = Start active high 1 = Start active low SM37.2 SM47.2 SM57.2 SM147.2 Counting rate selection for Quadrature counters: 0 = 4x counting rate 1 = 1x counting rate SM Control Bits for HSC Parameters SC0 HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5 Description SM37.3 SM47.3 SM57.3 SM137.3 SM147.3 SM157.3 Counting direction control bit: 0 = count down 1 = count up SM37.4 SM47.4 SM57.4 SM137.4 SM147.4 SM157.4 Write the counting direction to the HSC: 0 = no update 1 = update direction SM37.5 SM47.5 SM57.5 SM137.5 SM147.5 SM157.5 Write the new preset value to the HSC: 0 = no update 1 = update preset SM37.6 SM47.6 SM57.6 SM137.6 SM147.6 SM157.6 Write the new current value to the HSC: 0 = no update 1 = update current SM37.7 SM47.7 SM57.7 SM137.7 SM147.7 SM157.7 Enable the HSC: 0 = disable the HSC 1 = enable the HSC Các bit trang thái: Status Bits for HSC0, HSC1, HSC2, HSC3, HSC4, and HSC5 HSC0 HSC1 HSC2 HSC3 HSC4 HSC5 Description SM36.0 SM46.0 SM56.0 SM136.0 SM146.0 SM156.0 Not used SM36.1 SM46.1 SM56.1 SM136.1 SM146.0 SM156.1 Not used SM36.2 SM46.2 SM56.2 SM136.2 SM146.0 SM156.2 Not used SM36.3 SM46.3 SM56.3 SM136.3 SM146.0 SM156.3 Not used SM36.4 SM46.4 SM56.4 SM136.4 SM146.0 SM156.4 Not used SM36.5 SM46.5 SM56.5 SM136.5 SM146.0 SM156.5 Current counting direction status bit: 0 = counting down; 1 = counting up SM36.6 SM46.6 SM56.6 SM136.6 SM146.0 SM156.6 Current value equals preset value status bit: 0 = not equal; 1 = equal SM36.7 SM46.7 SM56.7 SM136.7 SM146.0 SM156.7 Current value greater than preset value status bit: 0 = less than or equal; 1 = greater than CHƯƠNG 4 LẬP TRÌNH WINCC VỚI S7 – 200 1.DÙNG WINCC TẠO GIAO DIỆN GỒM 2 NÚT NHẤN ON VÀ OFF ĐỂ BẬT ĐÈN: Bước 1: Lập trình cho PLC bằng phần mềm Step 7 Microwin: Sau khi lập trình xong nhấn nút trên thanh công cụ và nếu không thấy lỗi thì được. Tiếp theo chọn ở cửa sổ View bên trái rồi kích đôi vào vùng Double – Click to Refresh. Khi máy tính nhận được PLC thì ta có hình sau rồi nhấn OK: Tiếp theo nhấn nút để download chương trình xuống PLC, trong cửa sổ Download nhấn Download. Sau đó chuyển PLC sang chế độ Run Các bước tiến hành như sau: Bước 2: Khởi động PC Access Kích phải chuột vào Microwin(COM1) chọn New PLC….Đặt Name là S7-200. OK Sau đó kích chuột phải chọn New \ Item… Sau khi cửa sổ Item Properties hiện ra thực hiện như hình dưới: trong ô name đặt tên tuy ý, ví dụ như DEN. Sau đó chọn Save và chọn đường dẫn để lưu lại: Bước 3: Khởi động Windows Control Center 6.0: Sau khi khởi động xong, chọn chọn File \ New hay bấm tổ hợp Ctrl + N. Cửa sổ WinCC Explorer hiện ra chọn Single – User Project và chọn OK Tiếp theo chọn đường dẫn để lưu file và đặt tên cho Project rồi OK như hình dưới: Sau khi Project được tạo xong, kích chuột phải vào Tag Management chọn Add new driver: Sau đó chọn OPC.chn rồi click Open Sau khi Add new driver xong kích phải chuột vào OPC Groups chọn System Parameter “OPC Server là một ứng dụng hoạt động như một API (giao diện lập trình ứng dụng) hoặc là một bộ chuyển đổi giao thức. Một OPC Server sẽ kết nối với các thiết bị như PLC (Programable Logic Controller - bộ điều khiển lập trình được), DCS (Distributed control system - hệ điều khiển phân tán), RTU (Remote Terminal Unit), cơ sở dữ liệu… rồi chuyển đổi dữ liệu sang định dạng OPC chuẩn. Những ứng dụng OPC (OPC Client) như HMI, bộ ghi dữ liệu quá khứ, những ứng dụng bảng biểu, vẽ đồ thị… có thể kết nối với OPC Server rồi đọc/ghi dữ liệu lên thiết bị.” OPC được viết tắt từ chữ “OLE for Process Control”. Sau khi cửa sổ OPC Item Manager hiện ra, chờ vài giây ta có hình như sau: Chọn Browse Server, sau đó nhấn Next Tiếp theo ta có cửa sổ như sau Sau khi click Add Items trong cửa sổ hiện ra và chọn Yes và chọn Finish. Đóng cửa sổ S7200.OPCserver và đóng OPC Item Manager. Tiếp theo kích chuột phải vào Graphic Designer chọn New picture: Sau đó kích đôi chuột trái vào NewPdl0.pdl, cửa sổ Graphic Designer hiện ra. Tạo nút nhấn: Trong cửa sổ Object Palette chọn Button Sau đó vào cửa sổ chính, chọn vị trí thích hợp và nhấp chuột trái, đặt tên Text là ON rồi OK. Tưong tự cho nút nhấn OFF. Kết quả như sau: Tiếp theo ta gán giá trị cho nút nhấn ON: Kích phải vào nút ON chọn Properties rồi tiến hành như hình sau: Trong cửa sổ Edit Action thực hiện như hình sau: Kích đôi chuột trái vào SetTagBit, cửa sổ Assigning Parameters hiện ra nhấn vào nút … ở cuối Tag_Name chọn Tag selection Cửa sổ Tags hiện ra và thực hiện như hình vẽ: Sau đó gõ số 1 ô Value vào như hình dưới rồi nhấn OK: Tiếp theo, trở về cửa sổ Edit Action nhấn nút Create Action và không thấy lỗi hay cảnh báo thì nhấp OK. Thực hiện tương tự cho nút nhấn OFF nhưng chỉ khác ở chỗ value ta chọn là 0: Bước 4: Chạy giao diện WinCC: Nhấn nút trong cửa sổ Graphic Designer. Sau đó nhấn nút ON và OFF rồi quan sát sự thay đổi của đèn báo Q0.0 trên mô hình PLC. 2. THIẾT LẬP GIAO DIỆNVÀ VẼ ĐỒ THỊ ĐÁP ỨNG: a. Tạo các biến: Bảng địa chỉ của các biến trong bài: BIẾN địa chỉ START1 V48.2 STOP V48.0 DAT VD12 DO VD28 DORONGXUNG VW32 KP VD112 TI VD120 TD VD124 Vào PC ACCESS: Sau đó đặt tên và địa chỉ: Cứ thế tiếp tục thiết lập các biến khác như hình: Sau đó save lại và gán các biến vừa tạo vào WinCC: Và tiếp tục chọn như hình: Chọn như hình và nhấn next: Tiếp tục quét tất cả các biến và chọn Add Items: Tiếp tục làm theo hình và nhấn Finish: Tiếp tục quét tất cả các biến và chọn Add Items: start cảm biến 1 cảm biến 2 cảm biến 3 CHƯƠNG 5: MỘT SỐ BÀI TẬP ỨNG DỤNG CỦA PLC *Bài 1. Đếm sản phẩm với 3 cảmbiến; Lưu đồ giải thuật Khi nhấn start bang tải hoạt động sản phẩm bắt đầu đi qua cảm biến. Khi sản phẩm thấp đi qua cb1=1 làm couter đếm lên còn sản phẩm cao thi cb1=0 Khi có sản phẩm cao đi qua cb2=1 làm couter 2 đếm lên sản phẩm thấp cb2=0 nằm ở băng tải 2 khi có sản phẩm đi qua là cb3=1 couter3 đếm lên chương trình PLC I0.2 là biến start và stoop I0.0 cảm biến thấp cho c outer c0 đếm. I0.1 cảm biến cao cho couter c1 đếm I0.3 biến reset I0.4 cảm biến của băng tải 2 nhiệm vụ đếm số lượng sản phẩm thấp và cao *Bài 2 :Đếm đóng gói sản phẩm Lưu đồ giải thuật start stoop reset cảm biến Van khí Khi nhấn nút start mô hình hoạt động. sản phâm đi qua cảm biến nhày lên mức 1 làm cuoter đếm Khi nhấn stoop thí tấ cả đều mất tiếp điểm điện Reset tức ta cấp một xung cạnh trên vào couter làm nó bị trở về mức 0 Khi có sản phẩm đi qua nó nhảy lên mức 1 và cấp vào một xung cho couter đếm Van khi ở đây tượng trưng cho đóng gói sản phẩm khi couter đếm đủ sản phẩm Chương trình PLC m0.0 là biến stars I0.1 biến cảm biến dếm sản phẩm M0.1 là biến reset qua một xung cạnh lên cấp vào couter Khi sản phẩm đủ thì biến Q0.0 làm nhiệm vụ đóng gói Mov_w vw0 là hiển thị đếm Mov_w vw2 là biến đạt giá trị *BÀI 3:Tạo giao diện gồm 3nut1 nhấn:ON, OFF, FLASH Chương trình plc: b/: Lưu đồ giải thuật: Nhấn M0.0 đèn sáng , nhấn M0.1 đèn tắt, nhấn M0.2 đèn nhấp nháy 0.5s B1. Nhấn Start tiếp điểm đèn sáng và tự giữ cho Start .start =1 và sau đó đèn =1 làm tự giữa cho start B2. Khi nhấn Stop ngắt điện toàn bộ tiếp điểm Start và Fash B3. Khi nhấn tiếp điểm Fash thì tiếp điểm tự giữ Start sẽ hở và xung cấp qua là 0.5 giây và đèn nhấp nháy Nút I0.1 là biến stoop Nút I0.0 là biến start Q0.0 là biến đèn Q0.0 tự giữa cho stars và i0.2 I0.2 biến fash và biến 0.5s Mô phỏng PLC S7-200: *Bài 4. Đếm sản phẩm và lập lại theo chu kì start cảm biến timer Lưu đồ giải thuật Khi nhấn nút start băng tải hoạt động sản phẩm di qua cảm biến couter đếm khi cb =1 cấp 1 xung làm couter đếm lên khi đủ số lượng thì timer hoạt động sau 5 giây cuoter reset hoạt động lại chế độ ban đầu Chương trình PLC I0.0 là biến start và stop I0.1 là cảm biến I0.2 là biến reset Q0.0 là biến đóng gói khi đủ sản phẩm T37 là timer khi đủ sản thì 20s sau reset chương trình *Bài 5:Dùng cảm biến kim lọai phát hiện và lọai sản phẩm. Lưu đồ giải thuật start cảm biến Van khí Khi nhấn start băng tải hoạt động sản phẩm đi qua cảm biến sẽ ở mức múc 0 khi không có sản phẩm đi qua không có từ tính và lên mức 1 khi có từ tính khi cb =1 lập tức van khí hoạt động đẩy sản phẩm ra chương trình PLC I0.0 biến start và stop Q0.0 là băng tải I0.1 là cảm biến từ Q0.1 biến van khí * Bài 6: Đếm sản phẩm khi đủ thì reset: Lưu đồ giải thuật start cảm biến couter Khi nhấn start băng tải hoạt động sản phẩm bắt đâu di qua Khi có sản phẩm đi qua cb=1 cấp tới couter một xung nhận xung ở cb và đếm tới giá trị đặt rồi reset. Chương trình PLC I0.0 là biến start và stop Q0.0 la băng tải I0.1 cảm biến khi sản phẩm đi qua cấp xung choc outer I0.2 là biến reset Vw10 là biến đếm Vw20 biến đặt *Bài 7:Đếm và loại sản phẩm khicó từ tính: Start cảm biến Van khí nhấn nút start băng tải hoạt đông sản phẩm đi qua cảm biến sẽ =1 khi có kim loại đi qua van khí sẽ =1 khi cb=1 đảy sản phẩm chương trinh PLC I0.0 là biến star và stoop Q0.0 là động cơ I0.1 cảm biến kim loại khi có kim loái van khí đẩy Q0.1 là van khí I0.2 là biến reset choc outer c48 Mov_w vw20 giá trị đạt Mov_w vw10 giá trị đếm *Bái 8. Chỉ đếm sản phẩm thấp loại sản phẩm cao start cảm biến 1 cảm biến 2 Van khí Lưu đồ giải thuật nhấn start băng tải chạy cảm biến 1=1 khi gặp sản phẩm thấp cb2 ở mức không couter đém lên khi nào đủ thì reset. cb2=1 khi có sản phẩm cao làm vankhi hoạt động khi có sản phâmcoa van khi hoạt động đẩy Chương trình PLC I0.0 biến start và stoop Q0.0 băng tải I0.1 cảm biến thấp I0.3 cảm biến cao Q0.1 van khí Vw10 là biến đếm Vw20 là biến đặt Bài 9: Đếm sản phẩm tuần hoàn. Băng tải 1 hoạt động ở chế độ Manual, sản phẩm được chuyển qua liên tục. Cảm biến quang điếm sản phẩm, khi nào đủ số lượng sản phẩm cần đếm thì ngừng đếm và cho van khí hoạt động. Sau 5 giây thì van khí trở về ví ban đầu, và băng tải hoạt động đếm trở lại. Chu trình cứ thế lặp lại. Chương trình cho PLC bằng phần mềm Step 7 Microwin Chương trình điều khiển trên PCAceess. Tạo giao diện trong WinCC(Graphics Designer): Bài 10:Dùng mô hình lập trình 8 đèn sáng dần từ trái qua phải, từ phải qua trái và sáng đuổi từ trái qua phải và ngược lại. Chương trình cho PLC bằng phần mềm Step 7 Microwin Chương trình điều khiển trên PCAceess. Tạo giao diện trong WinCC(Graphics Designer):