Nghiên cứu hệ thống cân băng định lượng trong nhà máy sản xuất xi măng lò đứng

: §Æt gi¸ trÞ ®Çu vµo lªn xuèng 4: 4-20mA dßng ®iÒu khiÓn ®Çu vµo 0 Chương 4 Giíi thiÖu vÒ bé ®iÒu khiÓn plc 4.1 Kh¸i qu¸t vÒ PLC PLC (viÕt t¾t tõ tiÕng Anh cña tõ: Programmable Logic Controller) ®­îc gäi lµ Bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh. Sù ph¸t triÓn cña kü thuËt ®iÒu khiÓn tù ®éng hiÖn ®¹i vµ c«ng nghÖ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh dùa trªn c¬ së ph¸t triÓn cña tin häc, cô thÓ lµ sù ph¸t triÓn cña kü thuËt m¸y tÝnh. ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh PLC hiÖn nay cã øng dông rÊt réng r·i. ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh PLC cã thÓ thay thÕ ®­îc c¶ mét m¶ng r¬le, h¬n thÕ n÷a PLC gièng nh­ mét m¸y tÝnh nªn cã thÓ lËp tr×nh ®­îc. Ch­¬ng tr×nh cña PLC cã thÓ thay ®æi rÊt dÔ dµng, c¸c ch­¬ng tr×nh con còng cã thÓ söa ®æi nhanh chãng. ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh PLC ®¸p øng ®­îc hÇu hÕt c¸c yªu cÇu vµ nh­ lµ yÕu tè chÝnh trong viÖc n©ng cao h¬n n÷a hiÖu qu¶ s¶n xuÊt trong c«ng nghiÖp. Tr­íc ®©y th× viÖc tù ®éng ho¸ chØ ®­îc ¸p dông trong s¶n xuÊt hµng lo¹t n¨ng suÊt cao. HiÖn nay cÇn thiÕt ph¶i tù ®éng ho¸ c¶ trong s¶n xuÊt nhiÒu lo¹i kh¸c nhau, ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt vµ chÊt l­îng. 4.2. C¸c thµnh phÇn cña mét bé PLC. Mét bé PLC th«ng th­êng cã nh÷ng Modul phÇn cøng nh­ sau: Modul nguån. Modul ®¬n vÞ xö lý trung t©m CPU. Modul bé nhí ch­¬ng tr×nh. Modul ®Çu vµo. Modul ®Çu ra. Modul phèi ghÐp. Modul chøc n¨ng phô. Modul nguån nhËn tõ nguån ®iÖn l­íi c«ng nghiÖp ®Ó t¹o ra nguån ®iÖn mét chiÒu cung cÊp cho ho¹t ®éng cña toµn bé PLC. Modul ®¬n vÞ xö lý trung t©m CPU: trong mçi thiÕt bÞ PLC Modul ®¬n vÞ xö lý trung t©m gåm nhiÒu hÖ thèng vi xö lý bªn trong, cã hai lo¹i ®¬n vÞ xö lý trung t©m ®ã lµ: ®¬n vÞ xö lý mét bÝt vµ ®¬n vÞ xö lý b»ng tõ ng÷. Modul bé nhí ch­¬ng tr×nh: Ch­¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn hiÖn hµnh ®­îc gi÷ l¹i trong bé nhí ch­¬ng tr×nh b»ng c¸c bé phËn l­u gi÷ ®iÖn tö nh­ ram, prom hoÆc eprom. Ch­¬ng tr×nh ®­îc t¹o ra víi sù trî gióp cña mét ®¬n vÞ lËp tr×nh chuyªn dông, råi ®­îc chuyÓn vµo bé nhí ch­¬ng tr×nh. Mét nguån ®iÖn dù phßng cÇn thiÕt cho RAM ®Ó duy tr× ch­¬ng tr×nh ngay c¶ trong tr­êng hîp mÊt nguån ®iÖn chÝnh. Modul ®Çu vµo: Modul ®Çu vµo cã chøc n¨ng chuÈn bÞ c¸c tÝn hiÖu bªn ngoµi ®Ó chuyÓn vµo trong PLC cã chøa c¸c bé läc vµ bé thÝch øng møc n¨ng l­îng. Mét m¹ch phèi ghÐp cã lùa chän ®­îc dïng ®Ó ng¨n c¸ch ®iÖn gi¶i m¹ch trong ra khái m¹ch ngoµi. C¸c Modul ®Çu vµo ®­îc thiÕt kÕ ®Ó cã thÓ nhËn nhiÒu ®Çu vµo vµ cã thÓ c¾m thªm c¸c Modul ®Çu vµo më réng. ViÖc chÈn ®o¸n c¸c sai xãt h­ háng sÏ ®­îc thùc hiÖn rÊt dÔ dµng víi mçi ®Çu vµo ®­îc trang bÞ mét §ièt ph¸t s¸ng (led) bé chØ thÞ ¸nh s¸ng b¸o hiÖu cho sù cã mÆt cña ®iÖn thÕ ®Çu vµo. Modul ®Çu ra: Modul ®Çu ra cã cÊu t¹o t­¬ng tù nh­ Modul ®Çu vµo. Nã göi th¼ng c¸c th«ng tin ®Çu ra ®Õn c¸c phÇn tö kÝch ho¹t (cho dÉn ®éng) cña m¸y lµm viÖc. V× vËy mµ nhiÒu Modul ®Çu ra thÝch hîp víi hµng lo¹t m¹ch phèi ghÐp kh¸c nhau ®· ®­îc cung cÊp. §ièt ph¸t s¸ng (led) còng cã thÓ gióp quan s¸t ®iÖn thÕ ®Çu ra. Modul phèi ghÐp: Modul phèi ghÐp dïng ®Ó nèi bé ®iÒu khiÓn kh¶ tr×nh PLC víi c¸c thiÕt bÞ bªn ngoµi nh­ mµn h×nh, thiÕt bÞ lËp tr×nh hoÆc c¸c Panen më réng. Thªm vµo ®ã, nhiÒu chøc n¨ng phô còng cÇn thiÕt ho¹t ®éng song song víi nh÷ng chøc n¨ng thuÇn tuý logic cña mét bé PLC c¬ b¶n. Còng cã thÓ ghÐp thªm nh÷ng thÎ ®iÖn tö phô ®Æc biÖt ®Ó t¹o ra c¸c chøc n¨ng phô ®ã. Trong nh÷ng tr­êng hîp nµy ®Òu ph¶i dïng ®Õn m¹ch phèi ghÐp. Modul chøc n¨ng phô: Nh÷ng chøc n¨ng phô ®iÓn h×nh nhÊt cña PLC lµ bé nhí duy tr× cã cïng chøc n¨ng nh­ R¬le duy tr× nghÜa lµ b¶o tån tÝn hiÖu trong qu¸ tr×nh mÊt ®iÖn. Khi nguån ®iÖn trë l¹i th× bé chuyÓn ®æi cña bé nhí n»m ë t­ thÕ nh­ tr­íc lóc mÊt ®iÖn. Bé thêi gian cña PLC cã chøc n¨ng t­¬ng tù nh­ c¸c r¬ le thêi gian, viÖc ®Æt thêi gian ®­îc lËp tr×nh hoÆc ®iÒu chØnh tõ bªn ngoµi. Bé ®Õm ®­îc lËp tr×nh b»ng c¸c lÖnh logic c¬ b¶n hoÆc th«ng qua c¸c thÎ ®iÖn tö phô. Bé ghi t­¬ng øng víi c¬ cÊu nót bÊm- b­íc. B­íc tiÕp theo ®­îc th¶ ra bëi bé ph¸t thêi gian hoÆc b»ng xung cña m¹ch chuyÓn ®æi. Chøc n¨ng sè häc ®­îc thiÕt kÕ ®Ó thùc hiÖn bèn chøc n¨ng sè häc c¬ b¶n: céng, trõ, nh©n. chia vµ c¸c chøc n¨ng so s¸nh: lín h¬n, nhá h¬n, b»ng vµ kh«ng b»ng. Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn sè cña PLC ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ trªn c¸c m¸y c«ng cô hoÆc trªn c¸c tay m¸y, ng­êi m¸y c«ng nghiÖp. 4.3. Chøc n¨ng cña PLC. Chøc n¨ng cña bé ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh còng gièng nh­ c¸c bé ®iÒu khiÓn kh¸c thiÕt kÕ trªn c¬ së c¸c r¬ le hoÆc c¸c thµnh phÇn ®iÖn tö: Thu nhËn c¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo vµ ph¶n håi (tõ c¸c c¶m biÕn). Liªn kÕt, ghÐp nèi l¹i vµ ®ãng më m¹ch phï hîp víi ch­¬ng tr×nh. TÝnh to¸n vµ so¹n th¶o c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn trªn c¬ së so s¸nh c¸c th«ng tin thu ®­îc. Ph©n ph¸t c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn ®ã ®Õn c¸c ®Þa chØ thÝch hîp. 4.4. ¦u ®iÓm cña viÖc øng dông PLC. ViÖc øng dông c¸c bé PLC vµo c¸c hÖ thèng ®· gÆp rÊt nhiÒu thuËn lîi nh­ Thêi gian l¾p ®Æt ng¾n. §é tin cËy cao vµ ngµy cµng t¨ng. DÔ dµng thay ®æi phÇn mÒm nhê thiÕt kÕ. Cã thÓ tÝnh to¸n ®­îc chÝnh x¸c gi¸ thµnh. Xö lý t­ liÖu tù ®éng. TiÕt kiÖm kh«ng gian. ChuÈn ho¸ ®­îc phÇn cøng ®iÒu khiÓn. Kh¶ n¨ng t¸i t¹o. ThÝch øng trong m«i tr­êng kh¾c nghiÖt: nhiÖt ®é, ®é Èm, ®iÖn ¸p giao ®éng, tiÕng ån. GhÐp nèi m¸y tÝnh. GhÐp nèi m¸y in. 4.5. thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh Simantic S7- 200 Simatic S7 - 200 lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ tr×nh cña h·ng Siemen (Céng hoµ Liªn Bang §øc) . ThÕ hÖ Simatic S7 - 200 rÊt linh ho¹t vµ hiÖu qu¶ sö dông cao do nh÷ng ®Æc tÝnh sau: Cã nhiÒu lo¹i CPU kh¸c nhau trong hÖ S7-200 nh»m ®¸p øng yªu cÇu kh¸c nhau cña tõng øng dông. Cã nhiÒu Modul më réng kh¸c nhau nh­ c¸c Modul ngâ vµo/ ra t­¬ng tù, Modul ngâ vµo/ ra sè. Modul truyÒn th«ng ®Ó kÕt nèi PLC trong hÖ S7-200 vµo m¹ng Profibus- DP nh­ lµ mét Slave. Modul truyÒn th«ng ®Ó kÕt nèi PLC trong hÖ S7 - 200 vµo m¹ng AS- I nh­ lµ mét MASTER. PhÇn mÒm STEP 7- Micro/ Win softwarl. Trong ph¹m vi ®å ¸n nµy, em xin ®­îc giíi thiÖu vÒ CPU 215 cña h·ng SIEMENS . CPU 215 nh­ h×nh sau: 4.5.1. C¸c ®Æc tÝnh kü thu©t cña CPU 215 vµ Modull 315 §Æc tÝnh kü thuËt CPU 215 KÝch th­íc vËt lý 246 x 80 x 62 mm Träng l­îng 0,5 kg C«ng suÊt tiªu thô 8w Dung l­îng bé nhí ch­¬ng tr×nh 4 K Word Dung l­îng bé nhí d÷ liÖu 2,5 K Word Sè l­îng ®Çu vµo t­¬ng tù 16 Sè l­îng ®Çu ra t­¬ng tù 10 Sè l­îng ®Çu vµo sè 64 Sè l­îng ®Çu ra sè 64 Cã thÓ ghÐp nèi më réng c¸c Modul 2 Sè l­îng bé t¹o thêi gian trÔ 256 Sè l­îng bé ®Õm 256 Sè l­îng bÝt nhí ®Æc biÖt 368 §Çu vµo KiÓu ®Çu vµo KiÓu khe c¾m D¶i tÝn hiÖu vµo Tõ 15 ÷ 30 V ®iÖn ¸p mét chiÒu , 4mA Thêi gian ph¶n øng l¹i: I0.0 tíi I1.5 I0.6 tíi I1.5 Tõ 0,2 ms ®Õn 8,7 ms mÆc ®Þnh 0,2ms 6 μs bËt vµ 30 μs t¾t Cã c¸ch ly quang 500 V AC ,1 phót §Çu ra D¶i ®iÖn ¸p Tõ 24,4 ®Õn 28,8 V mét chiÒu Dßng t¶i tèi ®a Q0.0 tíi Q0.7 Q1.0 tíi Q1.1 ë nhiÖt ®é tõ 00 ®Õn 550 C 0,5 A/ §iÓm 10 A/ §iÓm Dßng ®iÖn dß Q0.0 tíi Q0.7 Q1.0 tíi Q1.1 200 μA 400 μA Thêi gian chuyÓn m¹ch Q0.0 tíi Q0.7 C¸c ®Çu ra kh¸c 100 μs, ON/OF 150 μs ON, 400 μs OF §iÖn trë trong lín nhÊt 400 mW B¶o vÖ dßng ng¾n m¹ch Q0.0 tíi Q0.7 Q1.0 tíi Q1.1 0,7 ®Õn 1,5 A/ Kªnh 1,5 ®Õn 3 A/ Kªnh Cã c¸ch ly quang 500 VAC , 1phót Nguån cÊp §iÖn ¸p Tõ 20,4 ®Õn 28,8 VDC Dßng vµo 120 mA C¸ch kÕt nèi c¸c cæng dµnh cho CPU 215 ®­îc biÓu diÔn nh­ h×nh sau: Modull më réng EM235 §Æc tÝnh kü thuËt CPU 215 KÝch th­íc vËt lý 90 x 80 x 62 mm Träng l­îng 0,2 kg C«ng suÊt tiªu thô 2w Sè l­îng ®Çu vµo t­¬ng tù 3 Sè l­îng ®Çu ra t­¬ng tù 1 §Çu vµo KiÓu ®Çu vµo Diferential D¶i tÝn hiÖu vµo cùc ®¹i 30 V ®iÖn ¸p mét chiÒu , 32mA §é ph©n gi¶i chuyÓn ®æi tõ Analog sang Digital 12 bit hoÆc 1 trong 4096 Thêi gian chuyÓn ®æi tõ Analog sang t­¬ng tù 25 μs §Çu ra §iÖn ¸p ra ± 10 V Dßng t¶i tèi ®a Tõ 0 ®Õn 20 mA 4.5.2. Cæng truyÒn th«ng. S7-200 sö dông cæng truyÒn th«ng nèi tiÕp RS 485 víi phÝch nèi 9 ch©n ®Ó phôc vô cho viÖc ghÐp nèi víi thiÕt bÞ lËp tr×nh hoÆc víi c¸c tr¹m PLC kh¸c. Tèc ®é truyÒn cho m¸y lËp tr×nh kiÓu PPI lµ 9600 baud. 5 4 3 2 1 9 8 7 6 Ch©n Gi¶i thÝch 1 §Êt 2 24 VDC 3 TruyÒn vµ nhËn d÷ liÖu 4 Kh«ng sö dông 5 §Êt 6 5VDC 7 24 VDC 8 TruyÒn vµ nhËn d÷ liÖu 9 Kh«ng sö dông GhÐp nèi S 7- 200 víi m¸y lËp tr×nh PG 702 hoÆc víi c¸c lo¹i m¸y lËp tr×nh thuéc hä PG7 XX cã thÓ sö dông mét c¸p nèi th¼ng qua MPI. GhÐp nèi S7- 200 víi m¸y tÝnh qua cæng RS 232 cÇn cã c¸p nèi PC/ PPI víi bé chuyÓn ®æi RS 232/ RS 485. 4.5.3. CÊu chóc ch­¬ng tr×nh cña S 7 - 200 Cã thÓ lËp tr×nh cho PLC S7-200 b»ng c¸ch sö dông mét trong nh÷ng phÇn mÒm: STEP - MICRO/ DOS. STEP - MICRO/WIN. PhÇn mÒm nµy cã thÓ cµi ®Æt ®­îc trªn c¸c m¸y lËp tr×nh hoÆc PG 7xx vµ c¸c m¸y tÝnh c¸ nh©n (PC). Ch­¬ng tr×nh cã thÓ viÕt b»ng c¸c ng«n ng÷ sau L­u ®å hÖ ®iÒu khiÓn (Control system flow chart) Gi¶n ®å thang (Ladder Diagram). Danh s¸ch lÖnh (Statment List). C¸c lÖnh kiÓu khèi vµ c¸c lÖnh bËc cao. Trong b¶n ®å ¸n nµy em giíi thiÖu vÒ ng«n ng÷ lËp tr×nh gi¶n ®å thang b»ng m¸y tÝnh c¸ nh©n. C¸c ch­¬ng tr×nh cho S7-200 cã cÊu tróc bao gåm ch­¬ng tr×nh chÝnh vµ c¸c ch­¬ng tr×nh con vµ c¸c ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t. Ch­¬ng tr×nh chÝnh ®­îc kÕt thóc b»ng lÖnh kÕt thóc ch­¬ng tr×nh (MEND). Ch­¬ng tr×nh con lµ mét bé phËn cña ch­¬ng tr×nh. C¸c ch­¬ngtr×nh con ®­îc viÕt sau lÖnh kÕt thóc ch­¬ng tr×nh, ®ã lµ lÖnh MEND). C¸c ch­¬ng tr×nh con ®­îc nhãm l¹i thµnh mét nhãm ngay sau ch­¬ng tr×nh chÝnh. Sau ®ã ®Õn c¸c ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t th× cÊu tróc ch­¬ng tr×nh ®­îc râ rµng vµ thuËn tiÖn h¬n trong viÖc ®äc ch­¬ng tr×nh. Main program MEND Thùc hiÖn trong mét vßng quÐt SBR0 ch­¬ng tr×nh con thø nhÊt RET Thùc hiÖn khi ®­îc ch­¬ng tr×nh tÝnh gäi SBRn ch­¬ng tr×nh con thø n+1 RET INT O ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t thø nhÊt RETI Thùc hiÖn khi cã tÝn hiÖu b¸o ng¾t INTn ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t thø n+1 RETI 4.6. ng«n ng÷ lËp tr×nh cña S7 - 200. 4.6.1. Ph­¬ng ph¸p lËp tr×nh. S7-200 biÓu diÔn mét m¹ch logic cøng b»ng mét d·y c¸c lÖnh lËp tr×nh. Ch­¬ng tr×nh lµ mét d·y c¸c lÖnh S7 - 200. Thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh b¾t ®Çu tõ lÖnh lËp tr×nh ®Çu tiªn vµ kÕt thóc ë lÖnh lËp tr×nh cuèi trong mét vßng ®­îc gäi lµ vßng quÐt (scan). Giai ®o¹n nhËp d÷ liÖu tõ ngo¹i vi Giai ®o¹n chuyÓn d÷ liÖu ra ngo¹i vi Giai ®o¹n thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh Giai ®o¹n truyÒn th«ng néi bé vµ tù kiÓm tra lçi H×nh 4.3. Ch­¬ng tr×nh theo vßng quÐt trong S7-200 thùc hiÖn Mét vßng quÐt (scan cycle) ®­îc b¾t ®Çu b»ng viÖc ®äc tr¹ng th¸i cña ®Çu vµo, vµ sau ®ã thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh. Mét vßng quÐt kÕt thóc b»ng viÖc thay ®æi tr¹ng th¸i ®Çu ra. Tr­íc khi b¾t ®Çu mét vßng quÐt tiÕp theo S7-200 thùc thi c¸c nhiÖm vô bªn trong vµ nhiÖm vô truyÒn th«ng. Chu tr×nh thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh lµ chu tr×nh lÆp ®­îc thÓ hiÖn ë h×nh 3.3. C¸ch lËp tr×nh cho S7 -200 nãi riªng vµ cho c¸c PLC cña Siemen nãi chung dùa trªn hai ph­¬ng ph¸p c¬ b¶n: Ph­¬ng ph¸p h×nh thang (Ladder logic viÕt t¾t thµnh LAD). Ph­¬ng ph¸p liÖt kª lÖnh (Stamennt List viÕt t¾t thµnh STL). Ph­¬ng ph¸p h×nh thang LAD lµ mét ng«n ng÷ lËp tr×nh b»ng ®å ho¹. Nh÷ng thµnh phÇn c¬ b¶n dïng trong lad t­¬ng øng víi c¸c thµnh phÇn cña B¶ng ®iÒu khiÓn b»ng r¬ le. Trong ch­¬ng tr×nh LAD c¸c phÇn tö c¬ b¶n dïng ®Ó biÓu diÔn lÖnh logic. C¸c tiÕp ®iÓm th­êng më ®­îc m« t¶ C¸c tiÕp ®iÓm th­êng kÝn ®­îc m« t¶ Cuén d©y ®­îc m« t¶ Hép lµ biÓu t­îng m« t¶ c¸c hµm kh¸c nhau nã lµm viÖc khi cã dßng ®iÖn ch¹y ®Õn hép. Nh÷ng d¹ng hµm th­êng ®­îc biÓu diÔn b»ng hép lµ c¸c bé thêi gian (TIM ER) bé ®Õm (COUNTER)vµ c¸c hµm to¸n häc M¹ng LAD lµ ®­êng nèi c¸c phÇn tö thµnh mét m¹ch hoµn thiÖn ®i tõ ®­êng nguån bªn tr¸i sang ®­êng nguån bªn ph¶i, ®­êng nguån bªn tr¸i lµ d©y nãng, ®­êng nguån bªn ph¶i lµ d©y trung hoµ hay lµ ®­êng trë vÒ nguån cung cÊp Ph­¬ng ph¸p liÖt kª lÖnh STL lµ ph­¬ng ph¸p thÓ hiÖn ch­¬ng tr×nh d­íi d¹ng tËp hîp c¸c c©u lÖnh. Mçi c©u lÖnh trong tr­¬ng tr×nh kÓ c¶ nh÷ng lÖnh h×nh thøc biÓu diÔn mét chøc n¨ng cña PLC. HÖ lÖnh cña S7- 200 ®­îc chia lµm ba nhãm vµ x¾p xÕp theo thø tù Alphaber C¸c lÖnh mµ khi thùc hiÖn th× lµm viÖc ®éc lËp kh«ng phô thuéc vµo gi¸ trÞ Logic cña ng¨n xÕp. C¸c lÖnh chØ thùc hiÖn ®­îc khi bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp cã gi¸ trÞ logic b»ng 1. C¸c nh·n lÖnh ®¸nh dÇn vÞ trÝ trong tËp lÖnh. Ch­¬ng tr×nh ®­îc viÕt theo kiÓu LAD, thiÕt bÞ lËp tr×nh sÏ tù t¹o ra mét ch­¬ng tr×nh theo kiÓu STL t­¬ng øng. Ng­îc l¹i kh«ng ph¶i mäi ch­¬ng tr×nh ®­îc viÕt theo kiÓu STL còng cã thÓ chuyÓn sang ®­îc LAD. M« t¶ viÖc thùc hiÖn lÖnh ®­a gi¸ trÞ logic cña tiÕp ®iÓm IO.O vµo trong ng¨n s¾p xÕp theo c¸ch biÓu diÔn LAD vµ STL nh­ sau: LAD STl I O.O Q 1.O LD IO.O = Q1.0 4.6.2. Có ph¸p hÖ lÖnh cña S7- 200. Simatic S7- 200 cã mét khèi l­îng lÖnh t­¬ng ®èi lín thÓ hiÖn c¸c thuËt to¸n cña ®¹i sè Boolean, song chØ cã mét vµi c¸c kiÓu lÖnh kh¸c nhau. Tõng lÖnh cña S7- 200 ®­îc m« t¶ chi tiÕt vÒ c¸ch sö dông, chøc n¨ngvµ t¸c ®éng cña chóng vµo néi dung ng¨n xÕp.Giíi h¹n to¸n h¹ng cña CPU 215 ®­îc tr×nh bµy nh­ sau: Ph­¬ng ph¸p truy cËp Giíi h¹n cho phÐp to¸n h¹ng CPU 215 Truy cËp bit (§Þa chØ byte, chØ sè bit) V I Q M SM T C S (0.0 ®Õn 5119.7) (0.0 ®Õn 7.7) (0.0 ®Õn 7.7) (0.0 ®Õn 31.7) (0.0 ®Õn 194.7) (0 ®Õn 255) (0 ®Õn 255) (0 ®Õn 31.7) Truy cËp byte VB IB MB SMB AC SB H»ng sè (0 ®Õn 5119) (0 ®Õn 7) (0 ®Õn 7) (0 ®Õn 31) (0 ®Õn 194) (0 ®Õn 15) Truy cËp tõ ®¬n (®Þa chØ byte cao) VW T C IW QW (0 ®Õn 5118) (0 ®Õn 255) (0 ®Õn 255) (0 ®Õn 6) (0 ®Õn 6) Truy cËp tõ ®¬n (®Þa chØ byte cao) MW SMW AC AIW AQW SW H»ng sè (0 ®Õn 30) (0 ®Õn 193) (0 ®Õn 3) (0 ®Õn 30) (0 ®Õn 30) (0 ®Õn 30) Truy cËp tõ kÐp (®Þa chØ byte cao) VD ID QD MD SMD AC HC SD H»ng sè (0 ®Õn 5116) (0 ®Õn 4) (0 ®Õn 4) (0 ®Õn 28) (0 ®Õn 191) (0 ®Õn 3) (0 ®Õn 2) (0 ®Õn 3) 4.6.3. LÖnh c¬ b¶n cña PLC SIMATIC S7- 200 1. LÖnh nh¶y vµ lÖnh gäi ch­¬ng tr×nh con C¸c lÖnh cña ch­¬ng tr×nh nÕu kh«ng cã nh÷ng lÖnh ®iÒu khiÓn riªng sÏ ®­îc thùc hiÖn theo thø tù tõ trªn xuèng d­íi trong mét vßng quÐt. LÖnh ®iÒu khiÓn ch­¬ng tr×nh cho phÐp thay ®æi thø tù thùc hiÖn lÖnh. LÖnh gäi ch­¬ng tr×nh con lµ lÖnh chuyÓn ®iÒu khiÓn ®Õn ch­¬ng tr×nh con. Khi ch­¬ng tr×nh con thùc hiÖn xong c¸c phÐp tÝnh cña m×nh th× viÖc ®iÒu khiÓn l¹i ®­îc trë vÒ lÖnh tiÕp theo trong ch­¬ng tr×nh chÝnh n»m ngay sau lÖnh gäi ch­¬ng tr×nh con. JMP,CALL: LÖnh nh¶y JMP vµ lÖnh gäi ch­¬ng tr×nh con SBR cho phÐp chuyÓn LBL. SBR ®iÒu khiÓn tõ vÞ trÝ nµy ®Õn mét vÞ trÝ kh¸c trong mét ch­¬ng tr×nh. n JMP LAD STL M« t¶ JMP Kn LÖnh nh¶y thùc hiÖn viÖc chuyÓn ®iÒu khiÓn ®Õn nh·n n trong mét ch­¬ng tr×nh n Call LBL: n LBL Kn Khai b¸o nh·n n trong mét ch­¬ng tr×nh Call Kn LÖnh gäi ch­¬ng tr×nh con SBR:n SBR Kn LÖnh g¸n nh·n n CRET CRET LÖnh trë vÒ ®· gäi ch­¬ng tr×nh con cã ®iÒu kiÖn RET RET LÖnh trë vÒ ®· gäi ch­¬ng tr×nh con kh«ng cã ®iÒu kin 2. LÖnh vµo: LD vµ LDN. LÖnh LD n¹p gi¸ trÞ logic cña mét tiÕp ®iÓm vµo trong bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp. C¸c gi¸ trÞ cò cßn l¹i trong ng¨n xÕp bÞ ®Èy lïi xuèng mét bit. LÖnh LDN n¹p gi¸ trÞ logic, nghÞch ®¶o cña mét tiÕp ®iÓm vµo trong bit ®Çu tiªn cña ng¨n xÕp, c¸c gi¸ trÞ cò cßn l¹i trong ng¨n xÕp bÞ ®Èy lïi xuèng mét bÝt. M« t¶ lÖnh b»ng LAD: n LAD M« t¶ To¸n h¹ng n TiÕp ®iÓm th­êng më sÏ ®­îc ®ãng nÕu n= 1 n: I, Q, M, SM, T,C, V (bit) n TiÕp ®iÓm th­êng ®ãng sÏ më khi n= 1 n TiÕp ®iÓm th­êng më sÏ ®ãng thøc thêi khi n= 1 n: I TiÕp ®iÓm th­êng ®ãng sÏ më thøc thêi khi n= 1 M« t¶ lÖnh b»ng STL: LÖnh M« t¶ To¸n h¹ng LD n LÖnh n¹p gÝa trÞ logic cña ®iÓm n ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp n: I,Q,M,SM,T (bit) C,V LDN n LÖnh n¹p nghÞch ®¶o cña ®iÓm n vµo bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp LDI n LÖnh n¹p tøc thêi gi¸ trÞ logic cña ®iÓm n vµo bÝt ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. n: I LDNI n LÖnh n¹p tøc thêi gi¸ trÞ logic nghÞch ®¶o cña ®iÓm n vµo bÝt ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp 3. LÖnh ra. OUT PUT (=): LÖnh sao chÐp néi dung cña bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp vµo bit ®­îc chØ ®Þnh trong lÖnh. Néi dung cña ng¨n xÕp kh«ng bÞ thay ®æi. M« t¶ lÖnh b»ng LAD: LAD M« t¶ To¸n h¹ng n Cuén d©y ®Çu ra ë tr¹ng th¸i kÝch thÝch khi cã dßng ®iÒu khiÓn ®i qua n: I,Q,M,SM,T,C,V (bit) n Cuén d©y ®Çu ra ®­îc kÝch thÝch tøc thêi khi cã dßng ®iÒu khiÓn ®i qua n: Q M« t¶ lÖnh b»ng STL nh­ sau: STL M« t¶ To¸n h¹ng = n LÖnh = sao chÐp gi¸ trÞ cña ®Ønh ng¨n xÕp tíi tiÕp ®iÓm n ®­îc chØ dÉn trong lÖnh. n: I,Q,M,SM,T,C,V (bit) = 1 n LÖnh = 1 sao chÐp tøc thêi gi¸ trÞ cña ®Ønh stack tíi tiÕp ®iÓm n ®­îc chØ dÉn trong lÖnh n: Q (bit) 4. C¸c lÖnh ghi / xo¸ gi¸ trÞ cho tiÕp ®iÓm. SET (S) RESET (R) LÖnh dïng ®Ó ®ãng vµ ng¾t c¸c ®iÓm gi¸n ®o¹n ®· ®­îc thiÕt kÕ. Trong LAD, logic ®iÒu khiÓn dßng ®iÖn ®ãng hoÆc ng¾t c¸c cuén d©y ®Çu ra. Khi dßng ®iÒu khiÓn ®Õn c¸c cuén d©y th× c¸c cuén d©y ®ãng hoÆc më c¸c tiÕp ®iÓm (hoÆc mét d·y c¸c tiÕp ®iÓm). Trong STL, lÖnh truyÒn tr¹ng th¸i bit ®Çu cña ng¨n xÕp ®Õn c¸c ®iÓm thiÕt kÕ. NÕu bit nµy cã gi¸ trÞ b»ng 1, c¸c lÖnh S vµ R sÏ ®ãng ng¾t tiÕp ®iÓm hoÆc mét d·y c¸c tiÕp ®iÓm (giíi h¹n tõ 1 ®Õn 255) Néi dung cña ng¨n xÕp kh«ng bÞ thay ®æi bëi c¸c lÖnh nµy. M« t¶ lÖnh S vµ R b»ng LAD: LAD M« t¶ To¸n h¹ng S' Bit S n §ãng mét m¶ng gåm n tiÕp ®iÓm kÓ tõ S_ BIT S_ BIT: I, Q, M, SM, T C,V(bit) n: IB,QB, MB, SMB, VB (byte) AC, h»ng sè, *VD, * AC S' Bit R n Ng¾t mét m¶ng gåm n tiÕp ®iÓm kÓ tõ S_BIT. NÕu S_BIT l¹i chØ vµo Timer hoÆc Counter th× lÖnh sÏ xo¸ bÝt ®Çu ra cña Timer/ Counter ®ã. S' Bit SI n §ãng tøc thêi mét m¶ng gåm n c¸c tiÕp ®iÓm kÓ tõ S_BIT S_BIT: Q (bit) n: IB,QB,MB,SMB,VB (byte) AC, h»ng sè, *VD, *AC S' Bit RI n Ng¾t tøc thêi mét m¶ng gåm n c¸c tiÕp ®iÓm kÓ tõ ®Þa chØ S_BIT M« t¶ lÖnh S (set) vµ R (Reset) b»ng STL nh­ sau: LÖnh M« t¶ To¸n h¹ng S S_BIT n Ghi gi¸ trÞ logic, vµo mét m¶ng gåm n bit kÓ tõ ®Þa chØ S_BIT S_BIT : I, Q, M, SM, T C,V(bit) R S_BIT n xo¸ mét m¶ng gåm n bit kÓ tõ ®Þa chØ S_BIT. NÕu S_BIT l¹i chØ vµo Timer hoÆc Counter th× lÖnh sÏ xo¸ bit ®Çu ra cña Timer/ Couter. SI S_BIT n Ghi tøc thêi gi¸ trÞ logic 1 vµo mét m¶ng gåm n bÝt kÓ tõ ®Þa chØ S_BIT S_BIT: Q n:IB,QB,MBSMB,VB (byte) AC, h»ng sè, *VD, * AC RI S_BIT n Xo¸ tøc thêi mét m¶ng gåm n bÝt kÓ tõ ®Þa chØ S_BIT 5. C¸c lÖnh logic ®¹i sè boolean C¸c lÖnh tiÕp ®iÓm ®¹i sè Boolean cho phÐp t¹o lËp ®­îc c¸c m¹ch logic (kh«ng cã nhí). Trong LAD c¸c lÖnh nµy ®­îc biÓu diÔn th«ng qua cÊu tróc m¹ch, m¾c nèi tiÕp hay song song c¸c tiÕp ®iÓm th­êng ®ãng vµ c¸c tiÕp ®iÓm th­êng më. STL cã thÓ sö dông c¸c lÖnh A (And) vµ O (Or) cho c¸c hµm hë hoÆc c¸c lÖnh AN (And Not), ON (Or Not) cho c¸c hµm kÝn. Gi¸ trÞ cña ng¨n xÕp thay ®æi phô thuéc vµo tõng lÖnh. LÖnh M« t¶ To¸n h¹ng O n A n LÖnh thùc hiÖn to¸n tö Ù (A) vµÚ (O) gi÷a gi¸ trÞ logic cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu cña ng¨n xÕp n: I,Q,M,SM, (bit) T,C,V AN n ON n LÖnh thùc hiÖn to¸n tö Ù (A) vµÚ (O) gi÷a gi¸ trÞ logic nghÞch ®¶o cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu cña ng¨n xÕp AI n OI n LÖnh thùc hiÖn to¸n tö Ù (A) vµÚ (O) gi÷a gi¸ trÞ logic cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu cña ng¨n xÕp n: I (bit) ANI n ONI n LÖnh thùc hiÖn to¸n tö Ù (A) vµÚ (O) gi÷a gi¸ trÞ logic nghÞch ®¶o cña tiÕp ®iÓm n vµ gi¸ trÞ bit ®Çu tiªn trong ng¨n xÕp. KÕt qu¶ ®­îc ghi l¹i vµo bit ®Çu cña ng¨n xÕp 6. C¸c lÖnh can thiÖp vµo thêi gian vßng quÐt. Trong LAD vµ STL ch­¬ng tr×nh chÝnh ph¶i kÕt thóc b»ng lÖnh kÕt thóc kh«ng ®iÒu kiÖn MEND. Cã thÓ sö dông lÖnh kÕt thóc cã ®iÒu kiÖn END tr­íc lÖnh kÕt thóc kh«ng ®iÒu kiÖn. LÖnh STOP kÕt thóc ch­¬ng tr×nh, nã chuyÓn ®iÒu kiÖn ch­¬ng tr×nh ®Õn chÕ ®é STOP. NÕu nh­ gÆp lÖnh STOP trong ch­¬ng tr×nh chÝnh hoÆc trong ch­¬ng tr×nh con th× ch­¬ng tr×nh ®ang ®­îc thùc hiÖn sÏ ®­îc kÕt thóc ngay lËp tøc. NÕu nh­ gÆp lÖnh STOP trong ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t th× ch­¬ng tr×nh xö lý ng¾t sÏ kÕt thóc ngay lËp tøc vµ tÊt c¶ c¸c tÝn hiÖu ng¾t ®ang chê xö lý, sau ®ã ®Òu bÞ bá qua vµ kh«ng ®­îc thùc hiÖn. LÖnh WOR sÏ khëi ®éng l¹i ®ång hå quan s¸t vµ ch­¬ng tr×nh tiÕp tôc ®­îc thùc hiÖn trong vßng quÐt ë chÕ ®é quan s¸t. Sö dông lÖnh MEND, STOP vµ WDR trong LAD nh­ sau: LAD M« t¶ To¸n h¹ng END LÖnh kÕt thóc ch­¬ng tr×nh chÝnh hiÖn hµnh cã ®iÒu kiÖn. kh«ng cã END LÖnh kÕt thóc kh«ng ®iÒu kiÖn dïng ®Ó kÕt thóc mét ch­¬ng tr×nh hiÖn hµnh. STOP LÖnh STOP kÕt thóc ch­¬ng tr×nh hiÖn hµnh vµ chuyÓn sang chÕ ®é STOP. WRD LÖnh WRD khëi t¹o l¹i ®ång hå quan s¸t. NOP LÖnh NOP kh«ng cã hiÖu lùc trong ch­¬ng tr×nh hiÖn hµnh. To¸n h¹ng n lµ mét sè n»m trong kho¶ng 0¸255 n: 0 ¸ 255 Sö dông lÖnh END, STOP vµ WDR trong STR trong STL nh­ sau: STL M« t¶ To¸n h¹ng END LÖnh kÕt thóc ch­¬ng tr×nh chÝnh hiÖn hµnh nÕu bit ®Çu ng¨n xÕp cã gi¸ trÞ logic 1. kh«ng cã MEND LÖnh kÕt thóc kh«ng ®iÒu kiÖn dïng ®Ó kÕt thóc mét ch­¬ng tr×nh hiÖn hµnh. STOP LÖnh STOP kÕt thóc ch­¬ng tr×nh hiÖn hµnh vµ chuyÓn sang chÕ ®é STOP. WDR LÖnh WRD khëi t¹o l¹i ®ång hå quan s¸t. NOP n LÖnh NOP kh«ng cã hiÖu lùc trong ch­¬ng tr×nh hiÖn hµnh. To¸n h¹ng n lµ mét sè n»m trong kho¶ng 0 ¸ 255 n: 0 ¸ 255 7. C¸c lÖnh sè häc : C¸c lÖnh sè häc dïng ®Ó thùc hiÖn c¸c phÐp tÝnh sè häc trong ch­¬ng tr×nh .C¸c phÐp tÝnh víi sè thùc hoÆc víi sè thùc dÊu phÈy ®éng vµ phÐp biÕn ®æi gi÷a sè thùc vµ sè nnguyªn kiÓu tõ kÐp chØ thùc hiÖn ®­îc ë CPU214.Ngoµi bèn phÐp to¸n c¬ b¶n (céng, trõ, nh©n, chia) .S7-200 cßn cung cÊp c¸c lÖnh thùc hiÖn phÐp biÕn ®æi sè thùc (4byte)cßn cã sè nguyªn kiÓu tõ kÐp vµ lÊy dÊu c¨n. LÖnh ADD _I (LAD) +I (STL) LÖnh thùc hiÖn phÐp céng c¸c sè nguyªn 16 bit IN1vµ IN2 .Trong LAD kÕt qu¶ lµ mét sè nguyªn 16 bit ®­îc ghi vµo out tøc lµ : IN1+ IN2 = OUT Trong STL kÕt qu¶ còng lµ mét gi¸ trÞ 16 bit nh­ng ®­îc ghi vµo IN2 tøc lµ : IN1 + IN2 = IN2 LÖnh SUB_I(LAD) -I (STL) LÖnh thùc hiÖn phÐp trõ c¸c sè nguyªn 16 bit IN1vµ IN2. Trong LAD kÕt qu¶ lµ mét sè nguyªn 16 bit ®­îc ghi vµo out tøc lµ : IN1- IN2 = OUT Trong STL kÕt qu¶ còng lµ mét gi¸ trÞ 16 bit nh­ng ®­îc ghi vµo IN2 tøc lµ : IN1- IN2 = IN2 Có ph¸p dïng lÖnh céng trõ hai sè nguyªn 16 bit trong LAD vµ STL nh­ sau : LAD STL To¸n h¹ng ADD-I EN IN1 OUT IN2 + IN1 IN2 IN1,IN2 : VW, T, C, QM, MW, SMW, AC, AIW OUT : VW , T, C, QM, MW, SMW, AC, AIW SUB-I EN IN1 OUT OUT IN2 - IN1 IN2 LÖnh ADD-DI (LAD) +D (STL) LÖnh thùc hiÖn phÐp céng c¸c sè nguyªn 32 bit IN1vµ IN2. Trong LAD kÕt qu¶ lµ mét sè nguyªn 32 bit ®­îc ghi vµo OUT tøc lµ : IN1 + IN2 = OUT Trong STL kÕt qu¶ còng lµ mét gi¸ trÞ 32 bit nh­ng ®­îc ghi vµo IN2 tøc lµ : IN1 + IN2 = IN2 LÖnh SUB_DI (LAD) -D (STL) LÖnh thùc hiÖn phÐp trõ c¸c sè nguyªn 32 bit IN1vµ IN2. Trong LAD kÕt qu¶ lµ mét sè nguyªn 32 bit ®­îc ghi vµo out tøc lµ : IN1- IN2 = OUT Trong STL kÕt qu¶ còng lµ mét gi¸ trÞ nguyªn 32 bit nh­ng ®­îc ghi vµo IN2 tøc lµ : IN1- IN2 = IN2 Có ph¸p dïng lÖnh céng trõ hai sè nguyªn 32 bit trong LAD vµ STL nh­ sau : LAD STL To¸n h¹ng ADD -DI EN IN1 OUT OUT IN2 + IN1 IN2 IN1,IN2 : VD, ID, QD, MD, SMD, AC, OUT : VD, ID, QD, MD, SMD, AC, SUB-DI EN IN1 OUT IN2 - IN1 IN2 LÖnh ADD _R (LAD) +R (STL) LÖnh thùc hiÖn phÐp céng c¸c sè thùc 32bit IN1vµ IN2 .Trong LAD kÕt qu¶ lµ mét sè thùc 32 bit ®­îc ghi vµo OUT tøc lµ : IN1+IN2=OUT Trong STL kÕt qu¶ còng lµ mét gi¸ trÞ thùc 32 bit nh­ng ®­îc ghi vµo IN2 tøc lµ IN1+IN2=IN2 LÖnh SUB-R (LAD) -R (STL) LÖnh thùc hiÖn phÐp trõ c¸c sè thùc 32bit IN1vµ IN2 .Trong LAD kÕt qu¶ lµ mét sè thùc 32 bit ®­îc ghi vµo OUT tøc lµ : IN1-IN2=OUT Trong STL kÕt qu¶ còng lµ mét gi¸ trÞ thùc 32 bit nh­ng ®­îc ghi vµo IN2 tøc lµ IN1-IN2=IN2 Có ph¸p dïng lÖnh céng trõ hai sè thùc 32 bit trong LAD vµ STL nh­ sau: LAD STL To¸n h¹ng ADD -R EN IN1 OUT OUT IN2 + IN1 IN2 IN1,IN2 : VD, ID, QD, MD, SMD, AC, OUT : VD, ID, QD, MD, SMD, AC, SUB -R EN IN1 OUT OUT IN2 - IN1 IN2 LÖnh MUL: *R (STL) Trong LAD: LÖnh thùc hiÖn phÐp nh©n hai sè thùc 32-bit IN1vµ IN2 vµ cho ra kÕt qu¶ 32 bit chøa trong tõ kÐp OUT (4byte). Trong STL: LÖnh thùc hiÖn phÐp nh©n hai sè thùc 32-bit IN1 vµ sè nguyªn chøa trong tõ thÊp (tõ 0-bit 15)cña to¸n h¹ng 32bit IN2.KÕt qu¶ 32 bit ®­îc ghi trong IN2. Có ph¸p dïng lÖnh nh©n hai sè thùc trong LAD vµ STL: LAD STL To¸n h¹ng MUL - R EN IN1 OUT OUT IN2 MUL IN1 IN2 IN1,IN2: VW, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, h»ng sè OUT : VD, ID, QD, MD, SMD, AC, AC, LÖnh DIV: Trong LAD: lÖnh thùc hiÖn phÐp chia hai sè nguyªn 16-bit IN1vµ IN2 vµ cho ra kÕt qu¶ 32 bit chøa trong tõ kÐp OUT (4byte) gåm th­¬ng sè ghi trong m¶ng 16 bit tõ 0-15 (tõ thÊp) vµ phÇn d­ còng 16 bit ghi trong m¶ng tõ bit 16 ®Õn 31(tõ cao) Trong STL: LÖnh thùc hiÖn phÐp chia hai sè nguyªn 16-bit IN1 cho sè nguyªn 16 bit chøa trong tõ thÊp (tõ 0-bit 15) cña to¸n h¹ng 32bit IN2.KÕt qu¶ 32bit ®­îc ghi trong IN2 bao gåm th­¬ng sè ghi trong m¶ng 16 bit t­ 0-15 (tõ thÊp) vµ phÇn d­ còng 16 bit ghi trong m¶ng tõ bit 16 ®Õn 31(tõ cao) Có ph¸p dïng lÖnh chia hai sè 32 bit trong LAD vµ STL nh­ sau: LAD STL To¸n h¹ng DIV EN IN1 OUT OUT IN2 DIV IN1 IN2 IN1,IN2: VW, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, h»ng sè OUT : VD, ID, QD, MD, SMD, AC, AC, C¸c lÖnh chuyÓn MOV LÖnh chuyÓn thùc hiÖn viÖc di chuyÓn hoÆc sao chÐp néi dung tõ vïng nµy sang vïng kh¸c trong bé nhí. Trong LAD vµ trong STL lÖnh dÞch chuyÓn thùc hiÖn viÖc di chuyÓn hay sao chÐp néi dung cña mét byte, mét tõ ®¬n, mét tõ kÐp,hoÆc mét gi¸ trÞ thùc tõ vïng nµy sang vïng kh¸c trong bé nhí. 8. C¸c lÖnh chuyÓn trong LAD LÖnh sao chÐp néi dung Byte MOV-B LÖnh sao chÐp néi dung tõ ®¬n MOV-W LÖnh sao chÐp néi dung tõ kÐp MOV-DW LÖnh sao chÐp néi dung mét sè thùc MOV-R Có ph¸p dïng di chuyÓn trong LAD vµ STL: LAD STL To¸n h¹ng MOV-B EN IN1 OUT OUT MOVB IN OUT IN VB, IB, QB, MB, SMB, h»ng sè OUT VB, IB, QB, MB, SMB, MOV-W EN IN1 OUT OUT MOVW IN OUT IN : VW, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, h»ng sè OUT: VW, IW, QW, MW, SMW, AIW h»ng sè MOV-DW EN IN1 OUT OUT MOVDW IN OUT IN : VD, ID, QD, MD, SMD, AC, AIW, h»ng sè OUT : VD, ID, QD, MD, SMD, AC, AIW, h»ng sè MOV-R EN IN1 OUT OUT MOVR IN OUT IN : VD, ID, QD, MD, SMD, AC, AIW, h»ng sè OUT : VD, ID, QD, MD, SMD, AC, AIW, h»ng sè *Ng¾t vµ xö lý ng¾t ChÕ ®é ng¾t vµ xö lý ng¾t cho phÐp thùc hiÖn c¸c qu¸ tr×nh tèc ®é cao ph¶n øng kÞp thêi víi c¸c sù kiÖn ë bªn trong vµ ë bªn ngoµi khi cã mét tÝn hiÖu b¸o ng¾t hÖ thèng sÏ tæ chøc gäi vµ thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh con t­¬ng øng víi tÝn hiÖu ng¾t ®ã ATCH lÖnh khai b¸o sö dông mét chÕ ®é ng¾t víi kiÓu ®­îc x¸c ®Þnh b»ng to¸n h¹ng EVENT LAD STL ATCH EN INT OUT EVENT ATCH INT EVENT LÖnh DTCH hñy bá chÕ ®é ng¾t LAD STL DTCH EN EVENT DTCH EVENT 4.7 . Bé ®iÒu khiÓn PID trong CPU 215 S7-200 Trong c¸c hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng trong c«ng nghiÖp hiÖn nay th­êng sö dông c¸c quy luËt ®iÒu chØnh chuÈn nh­ tû lÖ, tÝch ph©n, tû lÖ vi tÝch ph©n, tû lÖ vi ph©n, tû lÖ tÝch ph©n. Quy luËt tû lÖ (P : Proportion) TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn trong quy luËt tû lÖ tû lÖ víi tÝn hiÖu sai lÖch ®­îc thÓ hiÖn theo c«ng thøc sau: Ud = K .e Trong ®ã: K lµ hÖ sè khuyÕch ®¹i cña quy luËt e lµ sai lÖch cña tÝn hiÖu vµo vµ tÝn hiÖu ra Theo tÝnh chÊt cña kh©u khuyÕch ®¹i ta thÊy tÝn hiÖu ra cña kh©u khuyÕch ®¹i lu«n trïng pha víi tÝn hiÖu vµo, nªn ­u ®iÓm cña kh©u nµy lµ tèc ®é t¸c ®éng nhanh nh­ng cã nh­îc ®iÓm la kh«ng triÖt tiªu ®­îc sai lÖch Quy luËt tÝch ph©n (I : Integral) Trong quy luËt tÝch ph©n, tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®­îc x¸c ®Þnh bµng c«ng thøc: Trong ®ã: Ti = 1/K lµ thêi gian tÝch ph©n e lµ sai lÖch cña tÝn hiÖu vµo vµ tÝn hiÖu ra Trong quy luËt nµy gi¸ trÞ Ud chØ x¸c lËp khi gi¸ trÞ sai lÖch Ên e = 0. ­u ®iÓm cña quy luËt nµy lµ triÖt tiªu ®­îc sai lÖch nh­ng nh­îc ®iÓm cña quy luËt nµy lµ t¸c ®éng chËm do tÝn hiÖu ra cña nã lu«n chËm pha so víi t×n hiÖu vµo mét gãc p/2 Quy luËt tû lÖ tÝch ph©n (PI) §Ó võa t¸c ®éng nhanh võa triÖt tiªu ®­îc sai lÖch ng­êi ta th­êng kÕt hîp hai quy luËt tû lÖ vµ tÝch ph©n l¹i víi nhau tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Km lµ hÖ sè tÝch ph©n Ti lµ hÖ sè thêi gian tÝch ph©n Víi Km vµ Ti thÝch hîp th× qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn sÏ tèi ­u víi thêi gian t¸c ®éng nhá vµ gi¶m ®­îc sai lÖch. Nh­ng do cã thµnh phÇn tÝch ph©n nªn tèc ®é t¸c ®éng chËm ®i, nÕu ®èi t­îng cã nhiÔu t¸c ®éng liªn tôc mµ hÖ thèng ®ßi hái cã ®é chÝnh x¸c cao th× quy luËt PI kh«ng ®¸p øng ®­îc. Quy luËt tû lÖ vi tÝch ph©n PID §Ó t¨ng tèc ®é t¸c ®éng cña quy luËt PI ta kÕt hîp thªm quy luËt vi ph©n thµnh mét bé PID bé nµy cã kh¶ n¨ng gi¶m thêi gian t¸c ®éng, sai lÖch,chèng ®­îc nhiÔu t¸c ®éng. TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Trong ®ã: Km lµ hÖ sè tÝch ph©n Ti lµ hÖ sè thêi gian tÝch ph©n Td lµ hÖ sè thêi gian vi ph©n Trong hÖ thèng c©n b¨ng t¶i nµy ta æn ®Þnh l­u l­îng theo quy luËt PID ®Ó cã thÓ ®¶m b¶o ®é t¸c ®éng nhanh, sai lÖch tÜnh Ýt, chÞu ®­îc nhiÔu vµ ®é chÝnh x¸c cao. Sau ®©y lµ nguyªn lý thùc hiÖn viªc tÝnh to¸n cña bé PID sè trong CPU 215-S7200 SEIMEN. Bé ®iÒu khiÓn PID thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n PID dùa trªn nh÷ng th«ng tin vÒ ®Çu vµo vµ cÊu h×nh trong b¶ng. Bé ®iÒu khiÓn PID dïng ®Ó thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n PID. §Ó thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n PID. LÖnh nµy cã hai to¸n h¹ng: Mét lµ b¶ng ®Þa chØ (lµ ®Þa chØ lóc ban ®Çu cña vßng b¶ng) vµ mét h»ng sè tõ 0 ®Õn 7. Trong mét ch­¬ng tr×nh chØ ®­îc sö dông 8 PID lÖnh. NÕu cã hai lÖnh trë lªn ®­îc sö dông víi cïng mét vßng (cho dï chóng cã hai b¶ng kh¸c nhau) th× viÖc tÝnh to¸n trong PID sÏ bÞ c¶n trë viÖc tÝnh to¸n kh¸c vµ kÕt qu¶ sÏ kh«ng thÓ dù b¸o ®­îc. Vßng b¶ng l­u tr÷ 9 th«ng sè dïng ®Ó ®iÒu khiÓn vµ ®Þnh h­íng qu¸ tr×nh vËn hµnh vµ bao gåm c¸c gi¸ trÞ cña biÕn sè hiÖn t¹i vµ tr­íc, gi¸ trÞ ®Æt, gi¸ trÞ gia t¨ng, ph¶n håi, gi¸ trÞ ®¹t ®­îc, thêi gian mÉu, thêi gian thùc toµn bé (khëi ®éng l¹i), thêi giam ®¹o hµm vµ gi¸ trÞ lÖch chuÈn §Ó thùc hiÖn viÖc tÝnh to¸n PID t¹i tû lÖ mÉu mong muèn, lÖnh PID ph¶i ®­îc thùc hiÖn c¶ trong mét chu tr×nh bÞ gi¸n ®o¹n ®Þnh tr­íc hoÆc tõ ch­¬ng tr×nh chÝnh víi mét tû lÖ ®­îc ®iÒu khiÓn bëi mét bé thêi gian. thêi gian mÉu ph¶i ®­îc coi lµ mét ®Çu vµo cña lÖnh PID 4.8. ThuËt to¸n PID Trong qu¸ tr×nh vËn hµnh mét bé ®iÒu khiÓn PID sÏ ®iÒu chØnh gi¸ trÞ cña kÕt qu¶ ®Çu ra sao cho tõ ®ã nã cã thÓ gi¶m sai lÖch (e) trë vÒ 0. C¸ch x¸c ®Þnh sai lÖch ®­îc x¸c ®Þnh b»ng viÖc x¸c ®Þnh sù kh¸c nhau gi÷a gi¸ trÞ ®Æt vµ gi¸ trÞ thùc. Nguyªn t¾c tÝnh to¸n cña bé ®iÒu khiÓn PID dùa trªn c¬ së hµm sau (thÓ hiÖn gi¸ trÞ ®Çu ra), M(t) lµ hµm bao gåm mét hµm tû lÖ, mét hµm tÝch ph©n vµ mét hµm vi ph©n. Trong ®ã M(t) lµ tÝn hiÖu ra Kc lµ hÖ sè khuyÕch ®¹i e lµ gi¸ trÞ sai lÖch Minnial lµ gi¸ trÞ ban ®Çu cña ®Çu ra §Ó thùc hiÖn chøc n¨ng ®iÒu khiÓn trong mét m¸y tÝnh kü thuËt sè th× c¸c hµm liªn tôc ph¶i ®­îc l­îng ho¸ thµnh c¸c mÉu ®Þnh kú cña gi¸ trÞ sai lÖch cïng víi gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña ®Çu ra. Hµm sè d­íi ®©y lµ c¬ së cho qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn b»ng m¸y tÝnh sè ho¸: Trong ®ã Mn lµ gi¸ trÞ ®Çu ra ®· ®­îc tÝnh to¸n t¹i thêi ®iÓm lÊy mÉu n KC lµ hÖ sè tû lÖ en lµ gi¸ trÞ sai lÖch tai thêi diÓm lÊy mÉu n en-1 lµ gi¸ trÞ sai lÖch tai thêi diÓm lÊy mÉu n-1 KI lµ hÖ sè tÝch ph©n Minnial lµ gi¸ trÞ ban ®Çu cña ®Çu ra KD lµ hÖ sè vi ph©n Tõ hµm nµy suy ra sè tÝch ph©n sÏ ®­îc thÓ hiÖn lµ mét hµm cña tÊt c¶ c¸c gi¸ trÞ sai lÖch bao gåm tõ mÉu ®Çu tiªn cho ®Õn mÉu hiÖn t¹i. Hµm vi ph©n ë ®©y lµ mét hµm cña sai lÖch hiÖn t¹i vµ sai lÖch tr­íc ®ã cßn hµm tû lÖ chØ lµ mét hµm cña sai lÖch hiÖn t¹i. PLC kh«ng bao giê l­u tÊt c¶ c¸c gi¸ trÞ sai lÖch bëi v× ®iÒu ®ã kh«ng cÇn thiÕt. Mçi khi ph¸t hiÖn sai lÖch th× sÏ ph¶i tÝnh to¸n gi¸ trÞ ®Çu vµo ngay ë mÉu ®Çu tiªn v× vËy chØ cÇn l­u gi¸ trÞ sai lÖch tr­íc ®ã vµ gi¸ trÞ cña c¸c hµm tÝch ph©n. Do tÝnh chÊt giöi lÆp ®i lÆp l¹i cña PLC nªn ng­êi ta ®· lµm ®¬n gi¶n ho¸ hµm ®Ó cã thÓ gi¶i quyÕt ®­îc mÉu sai lÖch nµy. Ph­¬ng tr×nh ®¬n gi¶n ho¸ lµ: Trong ®ã Mn lµ gi¸ trÞ ®Çu ra ®· ®­îc tÝnh to¸n t¹i thêi ®iÓm lÊy mÉu n KC lµ hÖ sè tû lÖ en lµ gi¸ trÞ sai lÖch tai thêi diÓm lÊy mÉu n en-1 lµ gi¸ trÞ sai lÖch tai thêi diÓm lÊy mÉu n-1 KI lµ hÖ sè tÝch ph©n MX lµ gi¸ trÞ cña ®Çu ra t¹i n-1 KD lµ hÖ sè vi ph©n CPU sö dông mét h×nh thøc cña hµm ®· ®­îc ®¬n gi¶n ho¸ trªn khi tÝnh to¸n gi¸ trÞ ®Çu ra cña vßng ®iÒu khiÓn Hµm ®¬n gi¶n lµ: Trong ®ã Mn lµ gi¸ trÞ ®Çu ra ®· ®­îc tÝnh to¸n t¹i thêi ®iÓm n MPn lµ gi¸ trÞ cña kh©u tû lÖ t¹i thêi ®iÓm n MIn lµ gi¸ trÞ cña kh©u tÝch ph©n t¹i thêi ®iÓm n MDn lµ gi¸ trÞ cña kh©u tÝch ph©n t¹i thêi ®iÓm n *Hµm tû lÖ: Gi¸ trÞ tû lÖ MP lµ kÕt qu¶ gi¸ trÞ ®¹t ®­îc gi¸ trÞ nµy ®iÒu khiÓn ®é nh¹y bÐn cña viÖc tÝnh to¸n vµ gi¸ trÞ sai lÖch (®­îc tÝnh b»ng sù kh¸c nhau gi÷a gi¸ trÞ ®Æt vµ gi¸ trÞ thùc t¹i mét thêi ®iÓm cho tr­íc). Hµm trÞ tû lÖ ®­îc CPU xö lý lµ: Trong ®ã MPn lµ gi¸ trÞ ®Çu ra cña kh©u tû lÖ t¹i thêi ®iÓm n KC lµ hÖ sè tû lÖ SPn lµ gi¸ trÞ ®Æt t¹i thêi ®iÓm n PVn lµ gi¸ trÞ thùc t¹i thêi ®iÓm n *Hµm tÝch ph©n: Gi¸ trÞ ®Çu ra cña kh©u tÝch ph©n MI tû lÖ tÝch ph©n víi sai lÖch Hµm cña tÝch ph©n ®­îc CPU xö lý lµ: Trong ®ã MIn lµ gi¸ trÞ ®Çu ra cña kh©u tÝch ph©n t¹i thêi ®iÓm n KC lµ hÖ sè tÝch ph©n TS lµ thêi gian lÊy mÉu TI lµ hÖ sè thêi gian tÝch ph©n SPn lµ gi¸ trÞ ®Æt t¹i thêi ®iÓm n PVn lµ gi¸ trÞ thùc t¹i thêi ®iÓm n MX lµ gi¸ trÞ cña hµm tÝch ph©n t¹i thêi ®iÓm n-1 Tæng tÝch ph©n (MX) lµ tæng c¸c gi¸ trÞ tr­íc ®ã ®ang ch¹y cña gi¸ trÞ tÝch ph©n. Sau mçi lÇn tÝch to¸n Minm tæng tÝch ph©n sÏ ®­îc cËp nhËt b»ng gi¸ trÞ Min ®· ®­îc ®iÒu chØnh (xem phÇn BiÕn sè vµ ph¹m vi ®Ó biÕt thªm chi tiÕt). Gi¸ trÞ ban ®Çu cña tæng tÝch ph©n ®­îc ®Æt theo gi¸ trÞ ®Çu ra Minnitial ngµy tr­íc qu¸ tr×nh tÝnh to¸n ®Çu ra vßng ®Çu tiªn. Gi¸ trÞ tÝch ph©n gåm mét vµi h»ng sè nh­ hÖ sè tÝch ph©n vµ h»ng sè thêi gian mµ trong mét thêi gian quÐt mét vßng mµ PID tÝnh l¹i gi¸ trÞ ®Çu ra vµ tÝch ph©n thêi gian (Ti) mµ trong mét kho¶ng thêi gian cÇn ®Ó ®iÒu khiÓn sù t¸c ®éng cña hµm tÝch ph©n trong viÖc tÝnh to¸n ®Çu ra. *Hµm vi ph©n: Hµm vi ph©n MD tû lÖ thuËn víi sù thay ®æi cña sai lÖch. Hµm d­íi ®©ythÓ hiÖn gi¸ trÞ vi ph©n. §Ó tr¸nh sù thay ®æi bÊt th­êng cña ®Çu ra do viÖc ph¸t sinh nh÷ng thay ®æi trong ®iÓm ®Æt, hµm nµy ®­îc ®iÒu chØnh ®Ó gi¸ trÞ ®Æt lµ mét h»ng sè (SPn = SPn-1). §iÒu nµy sÏ cã hiÖu qu¶ trong viÖc tÝnh to¸n sù thay ®æi gi¸ trÞ thùc chø kh«ng ph¶i thay ®æi sai lÖch d­íi ®©y: hoÆc chØ lµ: Trong ®ã MDn lµ gi¸ trÞ ®Çu ra cña kh©u vi ph©n t¹i thêi ®iÓm n Kc lµ hÖ sè Ts lµ thêi gan mÉu Td lµ thêi gian vi ph©n SPn lµ gi¸ trÞ ®Æt t¹i thêi ®iÓm n SPn-1 lµ gi¸ trÞ ®Æt t¹i thêi ®iÓm n-1 PVn lµ gi¸ trÞ thùc t¹i thêi ®iÓm n PVn-1 lµ gi¸ trÞ thùc t¹i thêi ®iÓm n-1 CPU ph¶i l­u gi¸ trÞ thùc chø kh«ng l­u sai lÖch ®Ó sö dông trong viÖc tÝnh to¸n gi¸ trÞ vi ph©n tiÕp sau ®ã. Trong lÇn lÊy mÉu ®Çu tiªn gi¸ trÞ PVn-1®­îc coi lµ t­¬ng ®­¬ng víi gi¸ trÞ PVn. Lùa chän vßng ®iÒu khiÓn: Trong nhiÒu hÖ thèng ®iÒu khiÓn ng­êi ta th­êng sö dông mét hoÆc hai vßng ®iÒu khiÓn. VÝ dô ng­êi ta cã thÓ sö dông vßng ®iÒu khiÓn tû lÖ hoÆc ®iÒu khiÓn tû lÖ vµ tÝch ph©n.ViÖc lùa chän vßng ®iÒu khiÓn ®­îc thùc hiÖn b»ng viÖc lËp gi¸ trÞ th«ng sè kh«ng ®æi. NÕu kh«ng muèn tÝnh to¸n b»ng tÝch ph©n (kh«ng ‘I’ trong viÖc tÝnh to¸n PID) th× ng­êi ta ph¶i x¸c ®Þnh gi¸ trÞ v« cùc cho thêi gian tÝch ph©n. ThËm chÝ nÕu kh«ng tÝnh to¸n tÝch ph©n th× gi¸ trÞ cña hµm tÝch ph©n cã thÓ kh«ng b»ng 0 bëi gi¸ trÞ ban ®Çu cña tæng tÝch ph©n MX nÕu ng­êi ta kh«ng muèn dïng bé D trong tÝnh to¸n PID th× thêi gian ®¹o hµm Td sÏ ®­îc coi b»ng 0.0. NÕu kh«ng muèn sö dông bé P trong tÝnh to¸n PID vµ b¹n l¹i muèn sö dông bé I hoÆc ID th× h»ng sè thêi gian sÏ ®­îc x¸c ®Þnh b»ng 0.0. Bëi v× gi¸ trÞ hÖ sè tû lÖ lµ mét nh©n tè trong c¸c hµm dïng ®Ó tÝnh to¸n gi¸ trÞ tÝch ph©n, gi¸ trÞ vi ph©n th× viÖc ®Æt gi¸ trÞ 0.0 cho hÖ sè sÏ trë thµnh gi¸ trÞ 1.0 sö dông trong hµm tÝch ph©n, vi ph©n. C¶ gi¸ trÞ ®Æt vµ gi¸ trÞ thùc ®Òu lµ nh÷ng sè thùc mµ ph¹m vi, ®é lín vµ ®¬n vÞ vËn hµnh cã thÓ kh¸c nhau. Tr­íc khi bé PID xö lý c¸c gi¸ trÞ thùc ®ã th× chóng ph¶i ®­îc chuyÓn ho¸ thµnh nh÷ng ®iÓm râ rµng ®óng tiªu chuÈn. B­íc ®Çu tiªn lµ chuyÓn mét sè nguyªn 16 bit thµnh mét ®iÓm hoÆc sè thùc. Dßng lÖnh sau cho thÊy c¸ch chuyÓn tõ sè nguyªn sang sè thùc. LÖnh XORD AC0, AC0 MOVW AIW0, AC0 LDW >= AC0,0 JMP 0 NOT CRD 16#FFFF0000,AC0 LBL 0 DTR AC0, AC0 B­íc tiÕp theo lµ chuyÓn sè thùc thµnh gi¸ trÞ tiªu chuÈn (Sè ho¸ tÝn hiÖu) 00 vµ 1.0. Hµm sau dïng ®Ó tiªu chuÈn ho¸ c¶ gi¸ trÞ thùc vµ gi¸ trÞ ®Æt. Trong ®ã : RNorm lµ g¸ trÞ sè thùc ®· ®­îc chuÈn ho¸. Rraw lµ g¸ trÞ sè thùc ch­a ®­îc chuÈn ho¸. Offset b»ng 0.0 ®èi víi gi¸ trÞ ®¬n cùc. 0.5 ®èi víi gi¸ trÞ song cùc. Span lµ gi¸ trÞ lín nhÊt cña ®é ph©n gi¶i . = 32000 cho gi¸ trÞ ®¬n cùc. = 64000 cho gi¸ trÞ song cùc. *ChuyÓn vßng ®Çu ra thµnh g¸ trÞ nguyªn c©n b»ng:Vßng ®Çu ra lµ mét sè thùc tiªu chuÈn gi÷a 00 ®Õn 01. Tr­íc khi sö dông gi¸ trÞ ®Çu ra ®Ó x¸c ®Þnh tÝn hiÖu t­¬ng tù ®Çu ra ta ph¶i chuyÓn gi¸ trÞ ®Çu ra thµnh mét sè nguyªn 16 bÝt ®­îc s¾p xÕp thø tù. Qu¸ tr×nh nµy lµ sù ®¶o ng­îc qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi PV vµ SP sang gi¸ trÞ tiªu chuÈn. B­íc ®Çu tiªn, chuyÓn vßng ®Çu ra thµnh gi¸ trÞ sè thùc ta sö dông c«ng thøc d­íi ®©y: C«ng thøc Rscal = (Mn- Offset) . Span Trong ®ã: Rscal lµ ®é chia ®é cña gi¸ trÞ sè thùc ®Çu ra Mn lµ gi¸ trÞ sè thùc ®Çu ra ®· ®­îc chuÈn ho¸ Offset b»ng 0.0 ®èi víi gi¸ trÞ ®¬n cùc 0.5 ®èi víi gi¸ trÞ song cùc Span lµ gi¸ trÞ lín nhÊt cña ®é ph©n gi¶i = 32000 cho gi¸ trÞ ®¬n cùc = 64000 cho gi¸ trÞ song cùc Chuçi lÖnh sau cho biÕt c¸ch s¾p xÕp thø tù vßng ®Çu ra: MOVR VD108 -R 0,5, AC0 *R 64000.0, AC0 TiÕp theo, gi¸ trÞ thùc thÓ hiÖn vßng ®Çu ra ph¶i ®­îc chuyÓn thµnh mét sè nguyªn 16 bits. Dßng lÖnh d­íi ®©y cho thÊy c¸ch chuyÓn ®æi ®ã: TRUNC AC0, AC0 MOV-W AC0, AQW0 *C¸c vßng ho¹t ®éng ®óng chiÒu vµ ng­îc chiÒu: Gäi lµ vßng ®óng chiÒu nÕu nh­ hÖ sè tÝch ph©n d­¬ng vµ gäi lµ vßng ng­îc chiÒu nÕu hÖ sè lµ ©m (®èi víi bé ®iÒu khiÓn I hoÆc ID, gi¸ trÞ cña hÖ sè lµ 0.0 viÖc x¸c ®Þnh hÖ sè tÝch ph©n d­¬ng cho gi¸ trÞ thêi gian tÝch ph©n vµ gi¸ trÞ thêi gian ®¹o hµm sÏ ¶nh h­ëng tíi vßng xu«i chiÒu vµ viÖc x¸c ®Þnh gi¸ trÞ ©m sÏ ¶nh h­ëng tíi vßng ng­îc chiÒu). *C¸c biÕn sè vµ ph¹m vi: BiÕn sè vµ gi¸ trÞ ®Æt lµ ®Çu vµo cña bé tÝnh to¸n PID. Nh­ vËy ta cã thÓ ®äc c¸c tr­êng B¶ng lÆp cña c¸c biÕn sè ®ã nh­ kh«ng thÓ thay ®æi bëi lÖnh PID. Bé tÝnh to¸n PID cã thÓ t¹o ra gi¸ trÞ ®Çu ra v× vËy tr­êng gi¸ trÞ ®Çu ra trong b¶ng th«ng sè ®­îc cËp nhËt sau mçi bé tÝnh to¸n PID. Gi¸ trÞ ®Çu ra ®­îc tËp hîp thµnh c¸c gi¸ trÞ tõ 00 ®Õn 1.0. Ta cã thÓ sö dông gi¸ trÞ ®Çu ra nh­ mét ®Çu vµo ®Ó x¸c ®Þnh gi¸ trÞ ®Çu ra ban ®Çu khi chuyÓn ®æi tõ tr¹ng th¸i ®iÒu khiÓn b»ng tay sang tr¹ng th¸i ®iÒu khiÓn tù ®éng cña ®Çu ra. NÕu ta sö dông bé ®iÒu khiÓn tÝch ph©n th× bé tÝnh to¸n PID sÏ cËp nhËt gi¸ trÞ sai lÖch vµ gi¸ trÞ võa ®­îc cËp nhËt ®ã sÏ ®­îc sö dông nh­ mét ®Çu vµo cña bé tÝnh to¸n PID tiÕp theo. Khi gi¸ trÞ ®Çu ra võa ®­îc tÝnh to¸n n»m ngoµi ph¹m vi cho phÐp (nhá h¬n 0.0 hoÆc lín h¬n 1.0) th× ta cã thÓ ®iÒu chØnh gi¸ trÞ sai lÖch theo c«ng thøc sau: MX = 1.0 – (MPn + MDn) Khi kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®Çu ra Mn > 1.0 MX = 1.0 – (MPn + MDn) Khi kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®Çu ra Mn < 0.0 Trong ®ã: MX lµ gi¸ trÞ sai lÖch ®· ®­îc ®iÒu chØnh MPn lµ gi¸ trÞ ®Çu ra cña kh©u tû lÖ t¹i thêi ®iÓm n MDn lµ gi¸ trÞ ®Çu ra cña kh©u vi ph©n t¹i thêi ®iÓm n Mn Lµ gi¸ trÞ ®Çu ra t¹i thêi ®iÓm n B»ng viÖc ®iÒu chØnh gi¸ trÞ lÖch chuÈn nh­ ®· tr×nh bµy ë trªn, kh¶ n¨ng ®¸p øng cña hÖ thèng ®­îc n©ng cao ®¸ng kÓ bëi ®Çu ra ®· tÝnh ®­îc ë trªn trë l¹i trong ph¹m vi cho phÐp. Gi¸ trÞ sai lÖch chuÈn ®· ®­îc tÝnh to¸n còng ®­îc tËp hîp tõ 0.0 ®Õn 1.0 vµ sau ®ã ®­îc viÕt trong tr­êng lÖch chuÈn cña B¶ng lÆp sau khi hoµn thµnh mçi bé tÝnh to¸n PID. Gi¸ trÞ l­u trong B¶ng lÆp sÏ ®­îc sö dông trong viÖc tÝnh to¸n PID tiÕp theo. Gi¸ trÞ lÖch chuÈn trong B¶ng lÆp cã thÓ ®­îc thay ®æi tr­íc khi thùc hiÖn lÖnh PID ®Ó x¸c ®Þnh c¸c vÊn ®Ò ph¸t sinh trong khi tÝnh gi¸ trÞ lÖch chuÈn trong mét sè øng dông cô thÓ. Ta ph¶i cÈn thËn khi ®iÒu chØnh b»ng tay bÊt cø gi¸ trÞ sai lÖch chuÈn nµo viÕt trong B¶ng lÆp ph¶i lµ mét sè thùc tõ 0.0 ®Õn 1.0. Mét gi¸ trÞ so s¸nh cña biÕn sè thùc ®­îc l­u gi÷ trong B¶ng lÆp ®Ó sö dông trong phÇn ph¸t sinh cña bé tÝnh to¸n PID do ®ã ta kh«ng nªn thay ®æi gi¸ trÞ nµy. Kh«ng cã bé ®iÒu khiÓn chuÈn cho c¸c vßng lÆp PID S7-200. Bé tÝnh to¸n PID ®­îc thùc hiÖn chØ khi cã dßng ®iÖn truyÒn ®Õn hép PID. Nh­ vËy tr¹ng th¸i “tù ®éng” sÏ ®­îc bËt khi bé tÝnh to¸n PID ®­îc thùc hiÖn mét c¸ch tuÇn tù. Tr¹ng th¸i b»ng tay sÏ bËt khi ta kh«ng thùc hiÖn bé tÝnh to¸n PID. Bé lÖnh PID cã mét Power-flow history bit. LÖnh sö dông bit ®¸nh dÊu nµy ®Ó dß t×m tõ 0 ®Õn 1 Power flow transition. Vµ khi dß thÊy lÖnh nµy sÏ thùc hiÖn mét lo¹t c¸c c«ng viÖc nh»m thay ®æi tõ chÕ ®é ®iÒu khiÓn b»ng tay sang chÕ ®é ®iÒu khiÓn tù ®éng. §Ó qu¸ tr×nh thay ®æi sang chÕ ®é ®iÒu khiÓn tù ®éng ®ã kh«ng gÆp trë ng¹i th× gi¸ trÞ ®Çu ra do bé ®iÒu khiÓn b»ng tay t¹o ra ph¶i cïng ®Þnh d¹ng víi ®Çu vµo cña lÖnh PID (gi¸ trÞ Mn trong B¶ng lÆp) tr­íc khi chuyÓn sang chÕ ®é ®iÒu khiÓn tù ®éng. LÖnh PID thùc hiÖn mét chuçi c«ng viÖc sau ®èi víi c¸c gi¸ trÞ trong B¶ng lÆp ®Ó ®¶m b¶o mét sù thay ®æi tõ chÕ ®é b»ng tay sang chÕ ®é tù ®éng khi dß ®­îc sù chuyÓn ®æi dßng ®iÖn tõ 0 ®Õn 1. LËp ®iÓm ®Æt (SPn) = biÕn sè thùc (PVn) LËp biÕn sè thùc (PVn-1) = biÕn thùc (PVn) LËp gi¸ trÞ lÖch chuÈn (MX) = gi¸ trÞ ®Çu ra (Mn) Tr¹ng th¸i mÆc ®Þnh cña PID history bit lµ “Set” vµ tr¹ng th¸i ®ã ®­îc thiÕt lËp trong b­íc khëi ®éng cña CPU vµ trong mçi lÇn thay ®æi tõ tr¹ng th¸i STOP sang tr¹ng th¸i RUN cña bé ®iÒu khiÓn. NÕu dßng n¨ng l­îng ch¹y tíi hép PID lÇn ®Çu tiªn mµ lÖnh nµy ®­îc thùc hiÖn sau khi vµo tr¹ng th¸i RUN th× khi ®ã lÖnh sÏ kh«ng dß ®­îc sù chuyÓn ®æi n¨ng l­îng vµ sù thay ®æi tr¹ng th¸i mét c¸ch b×nh th­êng sÏ kh«ng thÓ thùc hiÖn ®­îc. *B¸o ®éng, qu¸ trinh vËn hµnh ®Æc biÖt: LÖnh PID lµ mét lÖnh ®¬n gi¶n nh­ng rÊt hiÖu qu¶ ®Ó tÝnh PID. NÕu c¸c qu¸ tr×nh xö lý cÇn thªm c¸c tÝnh n¨ng nh­ b¸o ®éng hoÆc tÝnh to¸n ®Æc biÖt c¸c biÕn sè lÆp th× ta ph¶i sö dông c¸c lÖnh c¬ b¶n do CPU cung cÊp. *C¸c ®iÒu kiÖn cña sai lÖch: Trong khi dÞch, CPU sÏ t¹o ra mét lçi biªn dÞch (sai lÖch vÒ mÆt ph¹m vi) vµ viÖc biªn dÞch sÏ kh«ng thÓ tiÕp tôc ®­îc nÕu ®Þa chØ khëi ®éng trong B¶ng lÆp hoÆc to¸n tö sè vßng lÆp ®­îc x¸c ®Þnh trong lÖnh PID ngoµi ph¹m vi cho phÐp. C¸c gi¸ trÞ ®Çu vµo B¶ng lÆp nhÊt ®Þnh kh«ng ph¶i lµ ph¹m vi mµ lÖnh PID kiÓm so¸t. B¹n ph¶i l­u ý r»ng biÕn sè thùc vµ ®iÓm ®Æt (hay lµ gi¸ trÞ lÖch chuÈn vµ biÕn thùc liÒn kÒ tr­íc ®ã nÕu ®­îc coi nh­ lµ c¸c ®Çu vµo) lµ nh÷ng sè thùc gi÷a 0.0 vµ 1.0 NÕu gÆp ph¶i bÊt kú lçi nµo trong khi thùc hiÖn c¸c phÐp to¸n cña bé tÝnh to¸n PID th× SM1.1 (gi¸ trÞ trµn hay gi¸ trÞ kh«ng hîp lÖ) ®­îc ®Æt vµ lÖnh PID sÏ kh«ng thÓ ®­îc thùc hiÖn tiÕp. (viÖc cËp nhËt c¸c gi¸ trÞ trong B¶nglÆp cã thÓ kh«ng ®­îc hoµn chØnh) v× vËy b¹n kh«ng nªn quan t©m tíi c¸c gi¸ trÞ ®ã v× viÖc söa gi¸ trÞ ®Çu vµo sÏ g©y ra nh÷ng sai lÖch to¸n häc tr­íc khi thùc hiÖn lÖnh PID cña vßng tiÕp theo . B¶ng lÆp dµi 36 bytes vµo cã ®Þnh d¹ng nh­ sau: STT Th«ng sè ý nghÜa 1 VD100 Gi¸ trÞ thùc (PVn) 2 VD104 Gi¸ trÞ ®Æt (SPn) 3 VD108 TÝn hiÖu ®­a ra ®iÒu khiÓn biÕn tÇn (Mn) 4 VD112 HÖ sè Kc(khuÕch ®¹i) 5 VD116 H»ng sè thêi gian Ts mÉu 6 VD120 H»ng sè thêi gian tÝch ph©n(Ti) 7 VD124 H»ng sè thêi gian vi ph©n(Td) 8 VD132 BiÕn sè thùc ®· ®­îc l­u tõ lÇn thùc hiÖn tr­íc Trong m« h×nh c©n nµy, víi yªu cÇu c«ng nghÖ lµ víi mét gi¸ trÞ ®Æt tr­íc cña l­u l­îng liÖu vµ bé PLC cã nhiÖm vô tÝnh tãan vµ ®iÒu chØnh biÕn tÇn ®Ó ®iÒu chØnh mét ®éng c¬ quay b¨ng t¶i sao cho l­u l­îng liÖu ra khái c©n b¨ng b»ng l­îng ®· ®Æt tr­íc. §iÓm ®Æt ë ®©y lµ l­u l­îng liÖu ®­îc ®Æt tõ bé TD200. §iÓm ®Æt ®­îc x¸c ®Þnh tr­íc vµ sÏ ®­îc nhËp trùc tiÕp vµo B¶ng lÆp. BiÕn thùc sÏ lµ mét gi¸ trÞ t­¬ng tù vµ ®­îc hiÓn thÞ trªn TD200. §Çu ra ®­îc ghi trong B¶ng ®Çu ra t­¬ng øng ®¬n cùc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ quay b¨ng. Tõ yªu cÇu c«ng nghÖ nh­ trªn ta cã thÓ lËp tr×nh cho bé ®iÒu khiÓn kh¶ tr×nh PLC LËp tr×nh cho CPU S7-200 §Ó lËp tr×nh cho PLC ta cÇn thùc hiÖn c¸c b­íc sau: T×m hiÓu kü yªu cÇu c«ng nghÖ, bæ sung nh÷ng yªu cÇu cßn thiÕu. Chän PLC cã sè ®Çu vµo ®Çu ra lín h¬n sè ®Çu vµo ®Çu ra yªu cÇu. Ph©n cæng vµo ra cho PLC. LËp l­u ®å c¸ch mµ PLC thùc hiÖn c«ng nghÖ yªu cÇu. Phiªn dÞch l­u ®å sang gi¶n ®å thang vµ lËp tr×nh vµo PLC. KiÓm tra vµ söa ®æi ch­¬ng tr×nh vµ ch¹y thö. Nèi PLC víi hÖ thèng thùc. KiÓm tra vµ söa ®æi ch­¬ng tr×nh. Ch¹y thö nghiÖm vµ söa ®æi. L­u gi÷ ch­¬ng tr×nh vµ hoµn tÊt tµi liÖu. kÕt thóc c«ng viÖc. *Ph©n cæng vµo ra cho PLC: Cæng V0 M ®­a ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ra ®iÒu khiÓn biÕn tÇn. Cæng A+ A- lµ cæng ®­a ®iÖn ¸p tõ LoadCell vµo PLC. Cæng A+ A- lµ cæng ®­a ®iÖn ¸p tõ m¸y ph¸t tèc vµo PLC. L­u ®å cho PLC thùc hiÖn nh­ H×nh 4.8 d­íi ®©y Thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh con Thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh ng¾t Thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh ng¾t B¾t ®Çu Chu kú 1 ? § S § S § S Cã ng¾t ? TÝnh to¸n PID Cã ng¾t ? TÝnh U®k vµ göi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ra ngoµi ®iÒu khiÓn biÕn tÇn Thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh ng¾t § S Cã ng¾t ? T¶i gi¸ trÞ ®Æt tõ TD200 xuèng CPU Göi gi¸ trÞ võa tÝnh to¸n lªn TD200 Phiªn dÞch l­u ®å sang gi¶n ®å thang ch­¬ng tr×nh nh­ h×nh sau: 16000 MOV-R EN ENO IN OUT LOOP AC0 VD104 VD100 SBR-0 SM0.0 DIV-R EN ENO IN1 IN2 OUT LOOP AC0 16000 AC0 MOV-W EN ENO IN OUT MOV-W EN ENO IN OUT VD112 MOV-W EN ENO IN OUT VD116 0.25 0.25 0.1 MOV-W EN ENO IN OUT 0.2 16000 VD120 MOV-W EN ENO IN OUT 0.0 16000 VD124 ATCH EN ENO IN1 IN 2 LOOP 0 10 VD1000 ENI MOV-B EN ENO IN OUT 100 16000 SMB34 KÕt thóc Ch­¬ng tr×nh con ng¾t - Xo¸ AC0 - LÊy mÉu ¸p lùc P t¹i AIW0 chuyÓn vµo thanh ghi AC0 - §æi AC0 sang sè thùc - ChuyÓn AC0 vÒ gi¸ trÞ thùc - Xo¸ AC1 - LÊy mÉu ¸p lùc V t¹i AIW1 chuyÓn vµo thanh ghi AC1 - §æi AC1 sang sè thùc - ChuyÓn AC1 vÒ gi¸ trÞ thùc - Nh©n AC0 víi AC1 - ChuyÓn kÕt qu¶ ra vïng nhí VD100 ®Ó ®­a vµo bé PID sö lý sai lÖch *ThuyÕt minh ch­¬ng tr×nh Theo yªu cÇu c«ng nghÖ th× l­u l­îng cña qu¸ tr×nh b»ng l­u l­îng ®Æt Q®= Qt= P.V. Kq®| Gäi tÝn hiÖu AIW0 lµ tÝn hiÖu ¸p lùc TÝn hiÖu vËn tèc lµ AQW0 Ch­¬ng tr×nh chÝnh Thùc hiÖn khai b¸o ch­¬ng tr×nh chÝnh lóc nµy tiÕp ®iÓm SM0.1 b¾t ®Çu thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh gåm cã. Khai b¸o ®Þa chØ V14.6 lµ ®Þa chØ cña hÖ sè Kq® vµ ®Þa chØ V14.7 lµ ®Þa chØ cña gi¸ trÞ ®Æt TiÕp ®iÓm I0.0 bËt lªn thùc hiÖn ch­¬ng tr×nh chuyÓn gi¸ trÞ ®Æt tõ vïng ®Þa chØ VW59 tíi ®Þa chØ VD104. §­îc th«ng qua c¸c b­íc sau: Xãa tÝn hiÖu trong thanh ghi AC3 (tÝn hiÖu AC3 ®ang lµ sè nguyªn). ChuyÓn gi¸ trÞ VW59 (sè nguyªn) kÕt qu¶ ®­a vµo AC3. ChuyÓn gi¸ trÞ AC3 thµnh sè thùc kÕt qu¶ ®­a vµo AC3. Chia gi¸ trÞ AC3 cho 1000 kÕt qu¶ ®­a vµo AC3. Nh©n tÝn hiÖu AC3 víi VD80 (hÖ cè quy ®æi) kÕt qu¶ ®­a vµo VD100 Thùc hiÖn tÝnh PID. TÝn hiÖu VD108 (tÝn hiÖu ra ®iÒu khiÓn) nh©n víi 16000 ®Ó U®k chØ n»m trong kho¶ng 0-5V ®ùîc göi ra tÝn hiÖu AQW0 ë ®©y lÊy tÝn hiÖu AQW0 lµ tÝn hiÖu vËn tèc lu«n. ChuyÓn tÝn hiÖu AQW0 thµnh sè thùc. KÕt qu¶ ghi vµo VD100. ChuyÓn tÝn hiÖu VD100 lªn mµn h×nh hiÓn thÞ TD200. VD69 chia cho hÖ sè quy ®æi lóc nµy lµ tÝn hiÖu Q(t) víi ®Þa chØ VD69. Ch­¬ng tr×nh con Khai b¸o c¸c h»ng sè. §Æt gi¸ trÞ ®Æt VD104 (®Þa chØ trªn CPU) H»ng sè Kc=0.25 ®­îc chuyÓn vµo ®Þa chØ VD112 trong vßng b¶ng PID. H»ng sè thêi gian Ts=0.1 ®­îc chuyÓn vµo ®Þa chØ VD116 trong vßng b¶ng PID. H»ng sè tÝch ph©nTi= 0.5phót ®­îc chuyÓn vµo ®Þa chØ VD120 trong vßng b¶ng PID. H»ng sè vi ph©n Td=0 ®­îc chuyÓn vµo ®Þa chØ VD124 trong vßng b¶ng PID. Khai b¸o ng¾t dïng lÖnh ATCH ë ®©y khai b¸o ng¾t 10. KÕt thóc ch­¬ng tr×nh khai b¸o ng¾t. Ch­¬ng tr×nh ng¾t Xãa tÝn hiÖu trong thanh ghi AC0 (tÝn hiÖu AC0 ®ang lµ sè nguyªn). ChuyÓn gi¸ trÞ AIW0 (sè nguyªn) kÕt qu¶ ®­a vµo AC0. ChuyÓn gi¸ trÞ AC0 thµnh sè thùc kÕt qu¶ ®­a vµo AC0. Chia gi¸ trÞ AC0 cho 16000 kÕt qu¶ ®­a vµo AC0. ChuyÓn tÝn hiÖu AC0 ra VD1000. TÝn hiÖu ¸p lùc AIW0 ®­îc chuyÓn ®æi tõ sè nguyªn sang sè thùc vµ kÕt qu¶ ®­îc göi sang VD1000. Ch­¬ng tr×nh cø thÕ ®­îc thùc hiÖn Sau khi ®· lËp tr×nh xong ch­¬ng tr×nh ®ã ®­îc ®æ xuèng PLC vµ tõ PLC ®­îc nèi víi mµn h×nh hiÓn thÞ TD200 ®Ó ®iÒu khiÓn cÇm tay. Víi c¸c th«ng sè ®­îc thay ®æi nh­ Q(®). TÝn hiÖu ¸p lùc thay ®æi lµm cho tèc ®é ®éng c¬ thay ®æi ®­îc hiÓn thÞ trªn mµn h×nh TD cô thÓ lµ ¸p lùc t¸c ®éng lín lµm cho tèc ®é ®éng c¬ gi¶m vµ ¸p lùc nhá lµm cho ®éng c¬ quay nhanh. Môc lôc Trang Lêi më ®Çu 1 Ch­¬ng 1: HÖ thèng c©n b¨ng ®Þnh l­îng 3 1.1. Kh¸i niÖm 4 1.2. CÊu t¹o cña c©n b¨ng ®Þnh l­îng 5 1.3. TÕ bµo c©n ®o träng l­îng 6 1.3.1. Nguyªn lý tÕ bµo c©n sè SST 6 1.3.2. Nguyªn lý tÕ bµo c©n Tenzomet 7 1.3.3. ChuÈn b× 8 1.4. Nguyªn lý tÝnh l­u l­îng cña c©n b¨ng ®Þnh l­îng 9 1.4.1. Nguyªn lý tÝnh l­u l­îng 9 1.4.2. §o träng l­îng liÖu trªn b¨ng t¶i 10 1.5. Kh¸i qu¸t vÒ ®iÒu chØnh cÊp liÖu cho c©n b¨ng 10 Ch­¬ng 2: ThiÕt kÕ ®éng lùc cho c©n b¨ng ®Þnh l­îng cã c«ng suÊt 40 - 60T/h 12 2.1. Ho¹t ®éng cña c©n b¨ng 13 2.1.1. CÊu tróc ®iÒu khiÓn c©n 14 2.1.2. Th«ng sè kü thuËt cña c©n 14 2.2. TÝnh trän c«ng suÊt ®éng c¬ cho b¨ng c©n 15 2.2.1. S¬ ®å cÊu tróc hÖ truyÒn ®éng 15 2.2.2. TÝnh trän c«ng suÊt ®éng c¬ 16 2.3. TÝnh trän loadcell 17 2.2.3. TÝnh trän biÕn tÇn 18 Ch­¬ng 3: X©y dùng cÊu tróc hÖ ®iÒu chØnh 19 3.1. CÊu tróc hÖ ®iÒu chØnh 20 3.2. HÖ ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®ång bé dïng biÕn tÇn 20 3.2.1. Kh¸i qu¸t vÒ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 20 3.2.2. §iÒu chØnh tÇn sè ®éng c¬ b»ng biÕn tÇn 23 3.3. BiÕn tÇn c«ng nghiÖp TOSHIBA 26 3.3.1. M¹ch lùc cña biÕn tÇn 26 3.3.2. Chøc n¨ng c¸c cùc cña m¹ch ®iÒu khiÓn 27 3.3.3. Bµn phÝm vµ mµn h×nh hiÓn thÞ 29 3.3.4. Tiªu chuÈn kÕt nèi 31 3.3.5. PhÇn mÒm thuyÕt minh 32 3.4. CÊu tróc cña Loadcell vµ bé khuÕch ®¹i 66 3.4.1. CÊu tróc cña loadcell 66 3.4.2. Bé khuÕch ®¹i 68 3.5. Bé vi ®iÒu khiÓn 70 3.6. Tæng hîp bé ®iÒu chØnh l­u l­îng 70 3.6.1. S¬ ®å cÊu tróc 70 2.6.2. X¸c ®Þnh th«ng sè bé ®iÒu chØnh 72 Ch­¬ng 4: M« pháng Matlab & Simulink 73