Giáo trình Điều khiển lập trình PLC (Dùng cho hệ Cao đẳng, Trung cấp) - Phần 2

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 47 CHƢƠNG 5: XỬ LÝ TÍN HIỆU MODUL ANALOG EM235 5.1. Tín hiệu Modul Analog Hãy so sánh việc cộng hai tín hiệu tƣơng tự (Modul Analog) với việc cộng hai tín hiệu số (digital), công việc nào đơn giản hơn khi mà kỹ thuật số phát triển nhƣ hiện nay? Ta cần điều khiển nhiệt độ của một lò nung sao cho đạt đƣợc chất lƣợng nào đó, làm thế nào để đo nhiệt độ về và xử lý nhiệt độ đó nhƣ thế nào trong bài toán điều khiển? Một trong những công cụ đƣợc sử dụng là module Modul Analog: Module Modul Analog là một công cụ để xử lý các tín hiệu tƣơng tự thông qua việc xử lý các tín hiệu số. 5.1.1. Analog input Thực chất nó là một bộ biến đổi tƣơng tự - số (A/D). Nó chuyển tín hiệu tƣơng tự ở đầu vào thành các con số ở đầu ra. Dùng để kết nối các thiết bị đo với bộ điều khiển: chẳng hạn nhƣ đo nhiệt độ. 5.1.2. Analog output Modul Analog output cũng là một phần của module Modul Analog. Thực chất nó là một bộ biến đổi số - tƣơng tự (D/A). Nó chuyển tín hiệu số ở đầu vào thành tín hiệu tƣơng tự ở đầu ra. Dùng để điều khiển các thiết bị với dải đo tƣơng tự. Chẳng hạn nhƣ điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển tốc độ biến tần 0-50Hz. 5.1.3. Nguyên lý hoạt động chung của các cảm biến và các tín hiệu đo chuẩn trong công nghiệp. Thông thƣờng đầu vào của các module Modul Analog là các tín hiệu điện áp hoặc dòng điện. Trong khi đó các tín hiệu tƣơng tự cần xử lý lại thƣờng là các tín hiệu không điện nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lƣu lƣợng, khối lƣợng . . . Vì KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 48 vậy ngƣời ta cần phải có một thiết bị trung gian để chuyển các tín hiệu này về tín hiệu điện áp hoặc tín hiệu dòng điện – thiết bị này đƣợc gọi là các đầu đo hay cảm biến. Để tiện dụng và đơn giản các tín hiệu vào của module Modul Analog Input và tín hiệu ra của module Modul Analog Output tuân theo chuẩn tín hiệu của công nghiệp. Có 2 loại chuẩn phổ biến là chuẩn điện áp và chuẩn dòng điện.  Điện áp : 0 – 10V, 0-5V,  5V  Dòng điện : 4 – 20 mA, 0-20mA,  10mA. Trong khi đó tín hiệu từ các cảm biến đƣa ra lại không đúng theo chuẩn. Vì vậy ngƣời ta cần phải dùng thêm một thiết chuyển đổi để đƣa chúng về chuẩn công nghiệp. Kết hợp các đầu cảm biến và các thiết bị chuyển đổi này thành một bộ cảm biến hoàn chỉnh , thƣờng gọi tắt là thiết bị cảm biến, hay đúng hơn là thiết đo và chuyển đổi đo ( bộ transducer). Hình 5.1: Sơ đồ khối của tín hiệu 5.2. Biểu diễn giá trị Modul Analog EM235 EM 235 là một module tƣơng tự gồm có 4AI và 1AO 12bit (có tích hợp Modul Analog Input ( A/D) Các con số Modul Analog Output ( D/A) Các con số Đầu đo Thiết bị chuyển đổi Thiết bị cảm biến Module Modul Analog Tín hiệu vào không điện 0 – 10V 4-20 mA Tín hiệu ra tƣơng tự 0 – 10 V 4 – 20 mA KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 49 các bộ chuyển đổi A/D và D/A 12bit ở bên trong). Hình 5.2: Cấu trúc modul analog EM235 5.2.1. Các thành phần của module Modul Analog EM235. Thành phần Mô tả 4 đầu vào tƣơng tự đƣợc kí hiệu bởi các chữ cái A,B,C,D A+ , A- , RA Các đầu nối của đầu vào A B+ , B- , RB Các đầu nối của đầu vào B C+ , C- , RC Các đầu nối của đầu vào C D+ , D- , RD Các đầu nối của đầu vào D 1 đầu ra tƣơng tự (MO,VO,IO) Các đầu nối của đầu ra Gain Chỉnh hệ số khuếch đại Offset Chỉnh trôi điểm không Switch cấu hình Cho phép chọn dải đầu vào và độ phân giải Hình 5.3: Các thành phần của modul analog EM235 KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 50 5.3. Kết nối ngõ vào ra của Modul Analog 5.3.1. Sơ đố khối ngõ vào Modul Analog Hình 5.4: Sơ đồ kết nối vào ra của modul analog EM235 Đầu vào tƣơng tự:  Với thiết bị đo đầu ra kiểu điện áp RA A+ A- + - Điện áp KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 51  Với thiết bị đo tín hiệu đầu ra dòng điện: Hoặc: 5.3.2. Sơ đồ khối ngõ ra Modul Analog RA A+ A- 4-20 mA L+ M - + RA A+ A- 4-20 mA PS PS M + - KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 52 Hình 5.5: Sơ đồ khối ngõ ra của modul analog Đầu ra tƣơng tự: 5.3.3. Cấp nguồn cho Modul Analog: MO VO IO Tải điện áp Tải dòng điện KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 53 Hình 5.6: Sơ đồ cấp nguồn của modul analog 5.3.4. Tổng quát cách nối dây: Hình 5.7: Sơ đồ nối dây của modul analog 5.4. Hiệu chỉnh giá trị Modul Analog 5.4.1. Định dạng dữ liệu a. Dữ liệu ngõ vào: Ký hiệu vùng nhớ: AIWxx (Ví dụ AIW0, AIW2) M L+ Nguồn 24 VDC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 54 Định dạng:  Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0-10V,0-20mA): MSB LSB 15 14 3 2 1 0 0 Dữ liệu 12 bit 0 0 0 Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào (áp, dòng) thành giá trị số từ 032000.  Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ  10V,  10mA,): MSB LSB 15 4 3 2 1 0 Dữ liệu 12 bit 0 0 0 0 Modul Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào áp, dòng) thành giá trị số từ -3200032000. b. Dữ liệu ngõ ra: Ký hiệu vung nhớ AQWxx (Ví dụ AQW0, AQW2) Định dạng dữ liệu + Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0-10V,4-20mA): MSB LSB 15 14 4 3 2 1 0 0 Dữ liệu 11 bit 0 0 0 0 Modul Modul Analog output của S7-200 chuyển đổi con số 0  32000 thành tín hiệu điện áp đầu ra 010V. + Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ  10V,  10mA,): Kiểu này các KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 55 module Modul Analog output của S7-200 không hỗ trợ. MSB LSB 15 4 3 2 1 0 Dữ liệu 12 bit 0 0 0 0 c. Bảng tổng hợp: 5.4.2. Cài đặt dải tín hiệu vào. Module EM 235 cho phép cài đặt dải tín hiệu và độ phân giải của đầu vào bằng switch: Sau đây là bảng cấu hình : Định dạng dữ liệu Giá trị chuyển đổi Kiểu tín hiệu đối xứng ( 10V,  10mA,) - 32000 đến +32000 Tín hiệu không đối xứng (010V, 420mA) 0 đến +32000 On Off KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 56 Dải không đối xứng Dải đầu vào Độ phan giải SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF ON 0 – 50 mV 12.5 uV OFF ON OFF ON OFF ON 0 – 100 mV 25 uV ON OFF OFF OFF ON ON 0 – 500 mV 125 uV OFF ON OFF OFF ON ON 0 – 1 V 250 uV ON OFF OFF OFF OFF ON 0 – 5 V 1.25 mV ON OFF OFF OFF OFF ON 0 – 20 mA 5 uA OFF ON OFF OFF OFF ON 0 – 10 V 2.5 mV Dải đối xứng Dải đầu vào Độ phân giải SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF OFF ± 25 mV 12.5 uV OFF ON OFF ON OFF OFF ± 50 mV 25 uV OFF OFF ON ON OFF OFF ± 100 mV 50 uV ON OFF OFF OFF ON OFF ± 250 mV 125 uV OFF ON OFF OFF ON OFF ± 500 mV 250 uV OFF OFF ON OFF ON OFF ± 1V 500 uV ON OFF OFF OFF OFF OFF ± 2.5 V 1.25 mV OFF ON OFF OFF OFF OFF ± 5 V 2.5 mV OFF OFF ON OFF OFF OFF ± 10 V 5 mV 5.4.3. Trình tự thiết lập và căn chỉnh cho module Modul Analog . a. Căn chỉnh đầu vào cho module Modul Analog  Hãy tắt nguồn cung cấp cho module  Gạt switch để chọn dải đo đầu vào  Bật nguồn cho CPU và module. Để module ổn định trong vòng 15 phút. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 57  Sử dụng các bộ truyền, nguồn áp, hoặc nguồn dòng, cấp giá trị 0 đến một trong những đầu vào.  Đọc giá trị nhận đƣợc trong CPU.  Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh OFFSET để đƣa giá trị về 0 (căn chỉnh điểm không) , hoặc giá trị số cần thiết kế.  Sau đó nối một trong những đầu vào với giá trị lớn nhất của dải đo.  Đọc giá trị nhận đƣợc trong CPU.  Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh GAIN để đọc đƣợc giá trị là 32000, hoặc giá trị số cần thiết kế.  Lặp lại các bƣớc chỉnh OFFSET và GAIN nếu cần thiết.  Chú ý :  Phải chắc chắn nguồn cung cấp cho cảm biến phải đƣợc loại bỏ nhiễu và phải ổn định.  Dây dẫn tín hiệu phải có lớp bảo vệ chống nhiễu.  Các đầu vào Modul Analog không sử dụng phải đƣợc nối ngắn mạch (ví dụ A+ nối với A-) Ví dụ: Viết chƣơng trình con tính toán giá trị điện áp đo từ chiết áp. Xây dựng công thức tính toán:  Dải điện áp đầu ra của chiết áp : 0 – 10V  Với dải điện áp này module Modul Analog sẽ chuyển đổi sang dải giá trị từ 0 – 32000.  Vậy nếu ta đọc đƣợc giá trị trên CPU là 24000 thì giá trị Modul Analog ở đầu vào là bao nhiêu Volt ? KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 58 Sự biến đổi từ giá trị tƣơng tự đầu vào sang các con số là sự biến đổi 1-1 , và hoàn toàn tuyến tính. Vì vậy mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra là mối quan hệ tuyến tính có dạng đƣờng thẳng đơn giản y = ax + b. Có thể thấy ngay phƣơng trình trên có dạng y = x/3200. Do đó nếu biết đƣợc giá trị số là 24000 ta tính đƣợc ngay đầu ra là 7.5 V. Ta hãy tổng quát hóa công thức tính toán để có thể xây dựng chƣơng trình con: Đầu ra số (x) 0 32000 0 10 24000 ? V Đầu vào Modul Analog ( y ) - V KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 59 Các kí hiệu :  A_In : Giá trị Modul Analog đầu vào cần xác định.  A_Min : Giá trị giới hạn dƣới của giá trị đầu vào tƣơng tự.  A_Max : Giá trị giới hạn trên của giá trị đầu vào tƣơng tự.  D_out : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_In.  D_Min : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_Min.  D_Max : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_Max. Từ đây ta xác định đƣợc công thức tính toán cho giá trị đầu vào. Chƣơng trình con tính toán y = x/3200 24000 0 32000 0.0 (V) 10.0 (V) 7.5 (V) Chƣơng trình con tính toán y = ax + b D_Out D_Min D_Max A_Min A_Max A_In Tổng quát hóa KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 60 MinAMinDOutD MinDMaxD MinAMaxA InA _)__( __ __ _     Viết chƣơng trình :  Chƣơng trình con : Khai báo các biến vào ra và biến tạm thời Các chú thích : KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 61 Chƣơng trình con : KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 62 Gọi chƣơng trình con Tiến hành biên dịch, download, và debug chƣơng trình  KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 5 63 CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP Câu 1: Hãy cho biết các thành phần của module Modul Analog EM235 trong PLC S7-200? Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ khối ngõ vào, ngõ ra của Modul analog EM 235? Câu 3: Viết chƣơng trình đo nhiệt độ môi trƣờng.  Dải tín hiệu đo 0-150oC  Đầu ra 0-10V  Cần tính nhiệt độ thực tế môi trƣờng là bao nhiêu. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 64 CHƢƠNG 6: THAO TÁC TRÊN PHẦN MỀM S7-200-SIMULATIE 6.1. Khởi động:  Cách 1: Start -> Simatic -> Step7 MicroWin -> Step7 -> MicoWin32.  Cách 2 : nhấp đúp vào biểu tƣợng Step7 MicroWin trên nền Desktop của Window. Hình 6.1: Biểu tƣợng phần mềm S7-200 Simulatie 6.2. Giao diện màn hình Hình 6.2: Giao diện phần mềm S7-200 Simulatie Intruction Tree Navigation Bar Cross Reference Status Chart Data Bock Output Windown Status Bar Program editor Local Variable Table Symbol Table KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 65 Các thành phần của menu STEP7  Thanh Menu: Cho phép thao tác bằng mouse hay bàn phím. Có thể thay đổi menu công cụ theo ý riêng.  Thanh công cụ: Để giúp truy cập mouse cho các công việc với chƣơng trình STEP 7-Micro/WIN 32 dễ hơn. Có thể thay đổi menu công cụ theo ý riêng, (tuy nhiên vui lòng đừng thay đổi, vì đây là máy của trung tâm Việt Đức, chứ không phải của riêng bạn,)  Thanh điều hƣớng (Navigation): Gồm nhiều nhóm, đƣợc chọn bằng các nút nhấn, để tăng cƣờng các tính năng lập trình:  "View": Chọn loại thể hiện này để thấy các nút điều khiển nhƣ: Khối chƣơng trình (Program Block), Bảng ký hiệu (Symbol Table), bảng trạng thái (Status Chart), khối dữ liệu (Data Block), khối hệ thống (System Block), phần tham khảo trích ngang (Cross Reference), và trạng thái kết nối (Communications).  "Tools": Chọn loại thể hiện này để thấy các nút điều khiển: giải pháp trợ giúp cho các hƣớng dẫn và giải pháp trợ giúp cho chƣơng trình làm việc với TD 200. Lƣu ý: Thanh điều hƣớng có thể trƣợt lên và xuống để giúp ta chọn những chức năng khác.  Phân nhánh các chỉ thị (Instruction Tree): Giúp ta nhìn đƣợc cấu trúc phân nhánh toàn bộ đề án đang soạn và các chỉ thị dùng đƣợc cho việc soạn thảo chƣơng trình đang hiển thị (LAD, FBD, or STL). Có thể bấm chuột phải vào một thành phần của chƣơng trình để điền thêm các khối tổ chức của chƣơng trình (Program Organizational Units -POUs); bạn có thể bấm chuột phải vào từng POU để mở, đổi tên, xoá hay soạn thảo tính chất của chúng. Có thể bấm chuột phải vào thƣ mục hoặc chỉ thị ở cây phân nhánh để che phần này. Khi mở thƣ mục chỉ thị, ta có thể rê và thả hoặc nhấn kép chuột để điền chỉ thị vào vị trí dấu nháy trong cửa sổ soạn thảo chƣơng trình. (Trong KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 66 chƣơng trình loại STL , các phân nhánh chỉ thị chỉ để tham khảo, phải nhập chỉ thị bằng bàn phím, không thể dùng chuột.)  Bảng ghi biến nội bộ (Local Variable Table): Chứa các chỉ định cho các biến nội bộ (nói cách khác, các biến dùng với các chƣơng trình con hay các ngắt). Các biến này nhớ trong bộ nhớ tạm, địa chỉ do ta qui định trong hệ thống; việc dùng các biến bị giới hạn bởi POU.  Cửa sổ soạn thảo chƣơng trình chứa bảng biến nội bộ và chƣơng trình đang soạn thảo (LAD, FBD, hay STL). Có thể rê thanh tác vụ để mở rộng cửa sổ và che khuất bảng biến nội bộ khi cần thiết. Khi tạo chƣơng trình con hay ngắt thêm vào chƣơng trình chính (OB1), sẽ tạo ra những thanh (tab) xuất hiện ở phía dƣới cửa sổ màn hình soạn thảo. Có thể nhấn chuột vào thanh tab để di chuyển màn hình giữa các chƣơng trình con, các ngắt và OB.  Cửa sổ ngõ ra (Output Window): cung cấp thông báo, thông tin khi biên dịch chƣơng trình. Khi cửa sổ này liệt kê những lỗi sai của chƣơng trình, ta có thể nhấn kép lên thông báo lỗi để làm hiển thị vùng chƣơng trình có thể gây ra lỗi tƣơng ứng.  Thanh trạng thái (Status Bar): Cung cấp thông tin về trạng thái của các toán tử bạn đang làm trong chƣơng trình STEP 7-Micro/WIN 32.  Phần tham khảo trích ngang (Cross Reference ): Cho phép xem các thông tin về phần tử đang dùng trong chƣơng trình.  Cửa sổ bảng ký hiệu/bảng biến toàn cục (Symbol Table/Global Variable Table Window): Cho phép chỉ định và soạn thảo ký hiệu toàn (nói khác đi các giá trị biến có thể đƣợc dùng trong bất kỳ POU, chứ không phải chỉ là những POU có ký hiệu đƣợc tạo ra). Bạn có thể tạo nhiều bảng ký hiệu. Cũng có một bảng ký hiệu/biến toàn cục đƣợc hệ thống định nghĩa dành cho bạn sẵn trong chƣơng trình.  Cửa sổ bảng trạng thái (Status Chart Window): Cho phép theo dõi các KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 67 trạng thái ngõ vào, ngõ ra, các biến của chƣơng trình bằng cách nhập chúng vào bảng. Bạn có thể làm nhiều bảng nhằm mục đích xem nhiều thành phần khác nhau của các đoạn chƣơng trình. Mỗi bảng trạng thái có cửa sổ riêng.  Cửa sổ khối dữ liệu động/khối dữ liệu đặt (Data Block/Data Initializer Window): Cho phép hiện và soạn thảo nội dung của khối dữ liệu. 6.2.1. Kết nối PLC và PC Ghép nối PLC S7-200 với máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232 sang RS485. Gắn một đầu cáp PC/PPI với cổng truyền thông 9 chân của PLC còn đầu kia nối với cổng truyền thông nối tiếp RS 232 của máy tính. Nếu cổng truyền thông nối tiếp RS 232 với 25 chân thì phải ghép nối qua bộ chuyển đổi 25/9 chân để có thể nối với cáp truyền thông PC/PPI. Cổng truyền thông: Chân 1- Nối đất 2 - 24 VDC 3 - Truyền và nhận dữ liệu 4,9- Bỏ trống ( không sử dụng ) 5 - Nối đất 6 - 5 VDC 7- 24 VDC 8 - Truyền và nhận dữ liệu KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 68 Bộ chuyển đổi từ RS232 sang 485 có hình dạng nhƣ sau: Hình 6.3: Cáp kết nối máy tính với PLC Để chọn tốc độ Baud cho phù hợp dựa vào bảng sau: 123 : Kbaud 110 : 115.2K 111 : 57.6K 000 : 38.4K 001 : 19.2K 010 : 9.6K 011 : 4.8K 100 : 2.4K 101 : 1.2K PPI Muiti-Master Cap Cổng COM Cổng PPI KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 69 Nếu sử dụng PLC loại 22X ví dụ : 221,224 cổng truyền dữ liệu là cổng COM (RS232), phần mềm điều khiển là PC/PPI thì chọn tốc độ truyền là 9.6  19.2 Kbps. (Thông thƣờng chọn 9.6Kbps để tránh quá tải ) Nếu sử dụng Cards để truyền và phần mềm điều khiển là CP5611 thì chọn tốc độ truyền từ 9.6  187.5 Kbps. Swich 4,8 : bỏ trống. Swich 5 : 1=PPI, 0 = PPI/Freeport. Swich 6 : 1=Remote, 0=local. Swich 7 : Số bit truyền: 0 =11 bit, 1=10 bit. Nếu kết nối với máy tính đơn ta chọn  Swich 5 = 0  Swich 6 = 0  Swich 7 = 0 Nếu kết nối với Modem  Swich 5 = 0  Swich 6 = 1  Swich 7 tùy vào số bit truyền của Modem 10 hoặc 11. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 70 Nếu kết nối với phần mềm Step 7 – Micro/WIN 3.2 Service Pack 4 hoặc hơn thì :  Với máy đơn chọn : Swich 5=1, Swich 6=0  Với modem thì : Swich 5=1, Swich 6=1 Các đèn trên PPI Multi Master Cable LED Màu Chúc năng Tx Green Đèn báo truyền dữ liệu Rx Green Đèn báo nhận dữ liệu PPI Green Đèn báo RS485 truyền dữ liệu 6.2.2. Kiểm tra kết nối Vào Communication bằng cách : nhấp biểu tƣợng Communication trên Navigation Bar hoặc trên Instruction Tree. Khi đó xuất hiện cửa sổ sau : Nhấp chuột vào Đến khi thấy biểu tƣợng thì kết nối thành công. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 71 Hình 6.4: Kiểm tra kết nối giữa máy tính với PLC Nếu không thấy biểu tƣợng trên chúng ta phải kiểm tra lại :  Cáp : Đã nối cáp chƣa, swich chọn tốc độ truyền đúng không, cáp còn nguyên vẹn hay đã hƣ hỏng.  PLC : PLC đã mở điện chƣa, công tắc chọn chế độ làm việc đang ở vi trí ON, OFF hay STERM. Chỉ ở vị trí STERM PLC mới cho Load chƣơng trình.  Máy tính : Đang nối dây ở cổng COM1 hay COM2, cổng COM còn truyền dữ liệu đƣợc hay đã hƣ. Nếu sai cổng COM ta làm nhƣ sau :  Cách 1 : Đổi bằng phần cứng ( tháo dây cáp nối lại )  Cánh 2 : Khai báo lại : Nhấp double vào biểu tƣợng PC/PPI. Màng hình “ Set PG/PC interface” xuất hiện Chọn Properties xuất hiện màng hình sau, chọn lại cổng COM và nhấp OK. Hình 6.5: Khai báo lại cổng Com KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 72 6.3. Các bƣớc thực hiện một chƣơng trình: 6.3.1. Tạo một dự án :  Cách 1 : Chọn menu -> Project -> New  Cách 2 : Chọn biểu tƣợng  trên cửa sổ chính. 6.3.2. Soạn thảo chƣơng trình S7-200 đƣợc tổ chức thành nhiều Network (tối đa 1850). Mỗi một network tƣơng đƣơng một câu lệnh, nếu tồn tại 2 câu lệnh trở lên trong 1 network thì chƣơng trình sẽ báo lỗi khi biên dịch. Lệnh phải đƣợc mở đầu ở vị trí mũi tên, vị trí ô vuông ở đâu thì lệnh lấy ra sẽ ở ngây vị trí đó. Lƣu ý: Mỗi câu lệnh phải đƣợc gán vào đƣờng biên bên trái. Hình 6.6: Vùng làm việc của phần mềm Ta có thể dùng chuột để truy suất và dán các toán hạng vào các vị trí mỗi network mong muốn ở thƣ viện lệnh hoặc dùng phím truy suất trực tiếp (nhấn phím F4 ta lấy các tiếp điểm ngõ vào, nhấn phím F6 ta lấy lệnh ở ngõ ra). Hình 6.7: Nhóm lệnh của PLC Nhóm lệnh rẽ nhánh KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 73 Muốn chú thích cho mỗi network ( dòng lệnh ) ta đƣa chuột vào hàng chứa network nhấp chuột -> suất hiện bảng soạn thảo và đánh dòng chú thích (nên có chú thích để dễ đọc chƣơng trình ). Ví dụ: Hãy soạn thảo bài tập sau : 6.3.4. Lƣu một dự án  Cách 1 : chọn Project -> save all -> đặt tên -> OK  Cách 2 : chọn biểu tƣợng  trên thanh công cụ -> đặt tên -> OK. Hình 6.8: Lƣu dự án sau khi đã hoàn thành 6.3.5. Mở một dự án  Cách 1 : chọn menu -> project -> open -> chọn tên -> Ok  Cách 2 : chọn biểu tƣợng  trên thanh công cụ chính -> chọn tên -> OK KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 74 Hình 6.9: Mở một dự án 6.3.5. Kiểm tra lỗi: Sau khi soạn thảo xong chúng ta cần kiểm tra xem có lỗi hay không bằng cách vào biểu tƣợng hoặc vào PLC  Compile all Hình 6.10: Kiểm tra lỗi của dự án Khi đó sẽ có thông báo hiện lên ở đấy màn hình. Việc kiểm tra lỗi bằng cách này chỉ tìm đƣợc một số lỗi địa chỉ nhƣ : 6.3.6. Nạp chƣơng trình vào PLC:  Cách 1 : chọn menu -> project ->download -> OK  Cách 2 : chọn biểu tƣợng trên thanh công cụ. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 75 Hình 6.11: Nạp dữ liệu từ máy tính lên PLC Nếu chƣa chƣa nối dây PLC thì có thông báo sau : Nếu chƣa cấp điện cho PLC thì có thông báo sau : Hình 6.12: Các lỗi khi nạp dữ liệu từ máy tính lên PLC Nếu đƣờng truyền tốt PLC sẽ thông báo chọn đời CPU. Ta nhấn Continue để tiếp tục. Nhấn Continue để tiếp tục load chƣơng trình, màng hình xuất hiện thông báo sau: KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 76 Nhấp OK để tiếp tục. Màn hình hiển thị thông báo dowload đã thành công. Nếu chƣơng trình có lỗi PLC thông báo, nhấn OK để về soạn thảo sửa lỗi. Hình 6.12: Nạp dữ liệu từ máy tính lên PLC thành công 6.3.7. Chạy chƣơng trình:  Cách 1 : chọn menu CPU -> run -> yes  Cách 2 : chọn biểu tƣợng từ thanh công cụ. Hình 6.13: Chạy chƣơng trình PLC 6.3.8. Dừng chƣơng trình :  Cách 1 : chọn menu CPU -> stop -> yes.  Cách 2 : chọn biểu tƣợng trên thanh công cụ. Bản thông báo sau xuất hiện, nhấn OK. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 77 Hình 6.14: Dừng chƣơng trình 6.3.9. Hiển thị tình trạng hoạt động của PLC : Từ menu Debug chọn Ladder Status On/Off. Hình 6.15: Hiển thị hoạt động của chƣơng trình trên máy tính 6.3.10. Gọi chƣơng trình từ PLC :  Cách 1 : Chọn menu Project ->Upload -> OK -> yes.  Cách 2 : chọn trên thanh công cụ. PLC thông báo. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 78 Nhấn Yes PLC sẽ load chƣơng trình từ PLC về máy tính. Hình 6.16: Upload chƣơng trình từ PLC về máy tính 6.3.11. Chỉnh sửa chƣơng trình: Chèn, xoá hàng cột, network  Cách 1 : Chọn menu edit -> insert/ delete sau đó chọn hàng hoặc cột.  Cách 2 : nhấn shift Insert/ delete. Chèn: Xoá: Hình 6.17: Chỉnh sửa một dự án  KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 79 CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP Bài 1: Nhấn và giữ ngõ vào I0 thì ngõ ra Q0 lên 1. Tƣơng tự cho các ngõ vào I1 đến I5 và các ngõ ra Q1 đến Q3 Bài 2: Nhấn I0, ngõ ra Q0 lên 1. Nhấn I1 xuống 0 Bài 3: Nhấn I0 hoặc I1 hoặc I2 hoặc I3 ngõ ra Q0, Q1, Q2, Q1 lên 1. Nếu nhấn Một trong các ngõ vào I4 hoặc I5 thì tất cả các các ngõ ra trên xuống 0. Bài 4: Ứng dụng lệnh Set và Reset thiết kế mạch điều khiển ngõ ra Q0 bằng nút nhấn mở I0 và nút dừng I1 Bài 5: Ứng dụng lệnh Timer viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 sau 3s ngõ ra Q0 lên 1 Bài 6: Ứng dụng lệnh Timer viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 sau 3s ngõ ra Q0 lên 1 và chớp tắt với chu kỳ 1s Bài 7: Ứng dụng lệnh Counter viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 5 lần ngõ ra Q0 lên 1. Tác động I1, ngõ ra Q0 xuống 0 Bài 8: Thiết kế mạch đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn (đảo chiều gián tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra Bài 9: Thiết kế mạch đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn (đảo chiều trực tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra Bài 10: Thiết kế mạch điều khiển mở tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra Bài 11: Thiết kế mạch điều khiển mở và dừng tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha bằng 2 nút nhấn mở và 2 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra Bài 12: Thiết kế mạch điều khiển mở và dừng tuần tự 03 động cơ KĐB 3 pha bằng 1 nút nhấn mở và 1 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 6 80 nối phần cứng ngõ vào ra. Bài 13: Thiết kế mạch điều khiển mở máy sao tam giác động cơ KĐB 3 pha bằng 2 nút nhấn mở và 1 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra. Bài 14: Viết chƣơng trình đóng mở cửa với yêu cầu sau. Nhấn S1 3 lần cửa mở ra báo bằng đèn chớp tắt với chu kỳ 1s. Chạm hành trình SL1 cửa dừng, khi nhấnựng lần cửa đóng lại báo bằng chuông reng chu kỳ 4s, khi chạm công tắc hành trình SL2 cửa dừng. Bài 15: Viết chƣơng trình điều khiển chuông báo giờ học thực hành với yêu cầu sau: * Ngày học: từ thứ 2 đến thứ 6 * Giờ vào: Ca sáng bắt đầu 7h30 chuông reng 5 lần chu kỳ 4s Ca chiều bắt đầu 13h chuông reng 5 lần chu kỳ 4s * Giờ ra: Ca sáng kết thúc 11h30 chuông reng 3 lần chu kỳ 3s Ca chiều kết thúc 17h chuông reng 3 lần chu kỳ 3s KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 81 CHƢƠNG 7: CÁC HỌ PLC KHÁC 7.1. Họ Omron 7.1.1. Cấu trúc phần cứng a. Nối dây ngõ vào Dây nối cho ZEN đƣợc chọn loại 2x1,5mm2, ZEN đƣợc bảo vệ cách điện nên không cần thiết nối đất. Nối nguồn và nối ngõ vào từ I0 ÷ I5 ZEN 10C1 AR-A-V1 nguồn nuôi 100 đến 240 VAC – 50 HZ, đầu vào Input 100 đến 240 VAC. b. Nối dây ngõ ra Ngõ ra relay với các tiếp điểm của relay cách li với nguồn nuôi và ngõ vào Tải ở các ngõ ra có thể là đèn, động cơ, công tắc và có thể dùng các nguồn điện áp cấp cho các tải khác nhau. Khi ngõ ra = “1” dòng điện cực đại cho tải thuần trở là 8A, cuộn dây là 2A 7.1.2. Các chức năng cơ bản Bộ điều khiển vận hành và hiển thị Lập trình và giám sát máy tính. Một giao diện cho chƣơng trình và kết nối máy tính Các chức năng cơ bản nhƣ hàm thời gian, lựa chọn thời gian theo giây, phút, giờ, ngày, tháng, trang bị 16 timer có 4 chức năng làm việc. Có 16 bộ đếm (Counter), có thể đếm lên và đếm xuống. Có chức năng ngày giờ thực. Một chƣơng trình có thể chiếm tối đa là 96 dòng. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 82  I0 – I5: Hiển thị trạng thái ON/OFF của các thiết bị đầu vào nối với đầu vào của khối CPU.  X0 – Xb: Dùng đối với modul mở rộng. a. Các vùng nhớ đầu vào Ký hiệu Mô tả Loại địa chỉ bit và số I Các bit đầu vào của module có CPU I0 - -> I5(6 đầu) Q Các bit đầu ra của module có CPU Q0 - -> Q3(4 đầu) X Các bit đầu vào của module mở rộng X0 - -> XB(12 đầu) (1) Y Các bit đầu ra của module mở rộng Y0 - -> YB(12 đầu) (1) M Các bit tự do dùng trong chƣơng trình (work bit) M0 - -> MF(16 bit) H Các bit tự do dùng trong chƣơng trình có lƣu trạng thái (holding bit) H0 - -> HF(16 bit) B Các bit báo trạng thái các nút bấm B0 - -> B7(8 bit) (2) KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 83 Ghi chú: (1) chỉ dùng đƣợc khi nối với modul mở rộng. (2) Chỉ dùng đƣợc với modul có màn hình LCD Các ngỏ vào thƣờng dùng là  Công tắt gạt 2 chấu  Các loại cảm biến: quang điện, tiêm cận, điện dung, từ , kim loại, siêu âm, phân biệt màu sắc, cảm biến áp suất  Công tắc hành trình, công tắc thƣờng  Rorary Encoder  Rơle điện từ, Sensor nhiệt độ  Bộ kiểm tra mức nƣớc b. Các bít đầu ra khối CPU  Q0 – Q3: Hiển thị trạng thái ON/OFF của các thiết bị đầu ra nối với đầu ra của khối CPU.  Y0 – Yb: Dùng đối với các modul mở rộng.  M0 – Mf: Biến trung gian sử dụng trong chƣơng trình bậc thang không xuất dữ liệu ra ngoài.  H0- Hf: Biến trung gian , bit này sẽ giữ nguyên trạng thái khi mất điện. Các vùng nhớ đầu ra: Ký hiệu Mô tả Loại địa chỉ bit và số Q Các bit đầu ra của module có CPU Q0 - -> Q3(4 đầu) Y Các bit đầu ra của module mở rộng Y0 - -> YB(12 đầu) (1) M Các bit tự do dùng trong chƣơng trình (work bit) M0 - -> MF(16 bit) KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 84 H Các bit tự do dùng trong chƣơng trình có lƣu trạng thái (holding bit) H0 - -> HF(16 bit) B Các bit báo trạng thái các nút bấm B0 - -> B7(8 bit) (2) Các chức năng phụ khác cho bit đầu ra: Ký hiệu Mô tả [ Hoạt động của đầu ra output sẽ nhƣ bình thƣờng S Khi đƣợc bật bởi lệnh output kiểu S (Set) này, bit đầu ra sẽ giữ nguyên trạng thái bật kể cả sau khi các bit đi trƣớc là OFF và chỉ bật với lệnh output kiểu R R Khi đƣợc bật bởi lệnh output kiểu R (Reset) này, bit đầu ra sẽ giữ nguyên trạng thái bật kể cả sau khi các bit đi trƣớc là OFF và chỉ bật với lệnh output kiểu S A Mỗi khi lệnh output kiểu A (Alternate) đƣợc thực hiện bit output sẽ chuyển sang trạng thái ngƣợc lại, ví dụ đang ở ON sẽ chuyển sang OFF và ngƣợc lại Giản đồ khối cho lệnh Output: KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 85 7.1.3. Timer có lƣu PLC Zen có sẵn 8 timer thƣờng (T) và 4 Holding timer (#) a. Các dạng Timer thƣờng (T0 đến T7) KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 86 b. Dạng Holding Timer : Timer có nhớ (#0 đến #3) KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 87 Thiết lập trong chƣơng trình bậc thang Timer address (địa chỉ) T0 đến T7 hoặc #0 đến #3 Trigger input T (TRG) Điều khiển đầu vào trigger của timer. Sẽ kích hoạt timer khi đầu vào trigger bật lên ON Reset input R (RES) Điều khiển đầu ra reset của timer. Khi đầu vào reset bật lên ON, giá trị hiện tại của timer (PV) bị xóa về 0. Trạng thái đầu vào trigger sẽ bị bỏ qua trong khi đầu vào reset input ở ON Timer bit Sẽ bật tùy theo loại timer KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 88 Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings)  Timer type : Lựa chọn loại Timer X ON delay OFF delay O One-shot pulse F Flashing pulse Timer Unit: Đơn vị thời gian S Tính theo giây (00,01 đến 99,99) Sai số: Từ 0 đến 10ms M:S Tính theo phút-giây (00 phút 01 giây đến 99 phút 59s) Sai số: Từ 0 đến 1 giây H:M Tính theo giờ-phút (00 giờ 01 phút đến 99 giờ 59 pht) Sai số: Từ 0 đến 1 phút Monitor Enabled/Disabled A Các thông số có thể đƣợc theo di v thay đổi D Các thông số không đƣợc phép theo di v thay đổi KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 89 Trang theo dõi thông số (Parameter Monitor) Trạng thái của các thông số và đầu vào, ra của timer có thể đƣợc theo di trong trang ny khi tiến hnh chạy chƣơng trình. 7.1.4. Sử dụng bộ đếm (Counter) Counter có 8 bộ đếm ở chế độ đếm tăng hay đếm giảm, giá trị hiện hành của counter và trạng thái ng racủa counter đƣợc lƣu cả khi chế độ hoạt động của Zen thay đổi hay khi mất điện. Bít đầu ra của counter bật lên On khi giá trị đếm (hay giá trị hiện hành – Present value ) vƣợt quá giá trị đặt (Set value). Giá trị đếm sẽ quay về 0, bít đầu ra tắt khi đầu vào của chân Reset bật lên On và khi chânn Reset ở chế độ On thì cc đầu vào đếm sẽ không thực hiện đếm. Giản đồ biểu diễn hoạt động của counter : KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 90 Thiết lập trong màn hình sửa chƣơng trình bậc thang Các đầu ra, chiều đếm và đầu vào reset đƣợc viết trong màn hình sửa chƣơng trình. Các thông số thiết lập cho counter đƣợc đặt ở trang thiết lập thông số. Địa chỉ của Counter (Counter address) C0 đến C7 Đầu vào đếm (Counter input) C(CNT): Sẽ tăng hay giảm gá trị đếm PV mỗi khi đầu vào ny bật ln ON Xác định chiều đếm (counter direction input) D(DIR): Chuyển giữa chế độ đếm tăng hay đếm giảm. OFF : Đếm tăng. ON : Đếm giảm. Reset input R(RES) : Điều khiển đầu ra Reset của counter. Khi đầu vào của R lên ON, giá trị hiện tại của counter (PV) sẽ bị xóa về 0 và bít đầu ra của counter về OFF. Nếu đầu vào của R ở ON thì trạng thi đầu vào đếm của counter sẽ bị bỏ qua. Timer bit Sẽ bật khi bộ đếm đếm đến giá trị đặt (PV SV) KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 91 Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings) Trạng thái của các thông số và đầu vào ra của Counter có thể đƣợc theo dõi trong trang này Chú ý:  Để xóa giá trị hiện tại của counter (PV) và bit đầu ra của counter khi ngắt điện hay khi thay đổi chế độ hoạt động, hy tạo một mạch xĩa reset lc bắt đầu thực hiện chƣơng trình.  Nếu đều vào đếm và đầu vào xác định chiều cùng đƣợc đƣa vào counter cùng lúc, hy đặt đầu vào xác định chiều trƣớc đầu vào đếm trong chƣơng trình thiết kế. 7.1.5. Timer tháng, năm a. Weekly timer (ký hiệu @) Weekly Timer sẽ bật lên ON giữa các thời gian bật và tắt (Start/Stop timer) định trƣớc trong những ngày xác định. Có 8 Weekly Timer đánh số từ @0 đến @7. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 92 Trong giản đồ thời gian ở trên, timer đƣợc đặt từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 6, thời gian bắt đầu là 08:15 v kết thc l 17:30. b. Thiết lập trong mn hình sửa chƣơng trình bậc thang c. Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings) KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 93 d. Quan hệ giữa thời gian và ngày bật tắt (Statr timer/Stop timer) e. Trang theo dõi thông số (Parameter monitor) KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 94 7.1.6. Calendar Timer ( Ký hiệu *) Calendar Timer (thời gian theo ngày trong tháng) Bật lên On trong các ngày định trƣớc. Có 8 Calendar Timer kí hiệu từ *0 đến *7 a. Thiết lập trong màn hình sửa chƣơng trình bậc thang b. Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings) KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 95 Chú ý: Trong Zen thứ tự ngày, thắng, năm là: năm/tháng/ngày. Quan hệ giữa ngày bật và ngày tắt: c. Trang theo dõi thông số (Parameter monitor) KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 96 7.2. Họ Mitsubishi. 7.2.1. Sử dụng phần mềm lập trình GX-Developer cho PLC Mitsubishi.  Khởi động máy tính, và chờ cho hệ điều hành (đang lắp đặt trên máy tính) hoàn tất khởi động, máy tính sẵn sàng làm việc  Vào Start => MELSOT Application => GX Developer Hoặc tìm và lựa chọn biểu tƣợng GX Developer trên Destop, nhấn nút trái 2 lần (double click) để kích hoạt khởi động chƣơng trình.  Ta có màn hình nhƣ sau KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 97  Vào Project => New Project ta có hộp thoại sau  Chọn họ và chọn loại PLC xong sau đó chọn OK. Ta có trang màn hình nhƣ sau. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 98  Và ở đây có thể lập trình theo hai dạng chủ yếu là LADDER và INSTRUSTION  Trƣớc khi tiến hành lập trình ta cần phải đặt tên cho tập tin bằng cách dùng chuột click trái vào mục Project => Save as. Khi đó xuất hiện hộp thoại  Nội dung mặc định nhƣ trên chúng ta chọn đƣờng dẫn để lƣu thông tin KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 99  Để tiện việc theo dõi chấm bài, quy ƣớc cách đặt tên cho bài thực tập PLC nhƣ sau @ CÁC TOÁN HẠNG DÙNG TRONG PLC HỌ FX  Trong quá trình thực tập học viên sử dụng PLC họ FX1s của hãng MITSUBISHI với 8 ngõ vào và 6 ngõ ra (14 In/Out)  Bộ lập trình PLC đƣợc gắn sẵn trên mô hình, ngõ vào ra sử dụng jắc cắm và công tắc  Ngõ vào vật lý: ký hiệu bằng toán hạng Xmmm, ba chử số mmm kế tiếp sau ký tự X chỉ vị trí ngõ vào cụ thể, ví dụ nhƣ sau: X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X007 Toán hạng Xmmm dùng xác định các mức trạng thái Logic nối trực tiếp trên PLC  Ngõ ra vật lý: ký hiệu bằng toán hạng Ymmm, ba chử số mmm kế tiếp sau ký tự Ychỉ vị trí ngõ ra cụ thể, ví dụ nhƣ sau: Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 Toán hạng Ymmm dùng thực hiện tạo ra các mức trạng thái Logic trên ngõ ra vật lý nối trực tiếp trên PLC @ CÁC BIT NỘI THÔNG DỤNG TRONG PLC  Toán hạng Mi: Dùng để biểu diễn các “cuộn dây” nội hay các tiếp điểm của relay nội trong PLC  Toán hạng Si: là những bit trạng thái trong PLC thực hiện các tác vụ nhƣ relay trạng thái thông thƣờng hay relay trạng thái có chốt  Toán hạng Ti: là những khối định thì trong PLC  Toán hạng Ci: là những khối đếm trong PLC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 100 @ CÁC LỆNH LẬP TRÌNH CƠ BẢN TRONG PLV HỌ FX1S LỆNH KÍ HIỆU TOÁN HẠNG CHỨC NĂNG LD (Load) AND (And) OR (Or) Xi, Yi, Mi Si, Ci, Ti Tác vụ logic tác động nhƣ tiếp điểm thƣờng hở LDI (Load inverse) ANDI (And inverse) ORI (Or inverse) Xi, Yi, Mi Si, Ci, Ti Tác vụ logic tác động nhƣ tiếp điểm thƣờng đóng OUT (Out) Yi, Mi Si, Ci, Ti Tác vụ logic cuối tác động nhƣ cuộn dây relay thông thƣờng SET (Set) RST (Reset) Yi, Mi, Si Đƣa một toán hạng hay một cuộn dây (Ki) lên trạng thái ON hoặc trở lại trạng thái OFF vĩnh viễn Ti Tác vụ logic tác động nhƣ cuộn dây relay tác động trễ sau một khoảng thời gian đƣợc cài đặt TBxKk TB: hằng số thời gian của bộ định thì Ci Tác vụ logic tác động nhƣ cuộn dây relay tác động trễ sau Kk lần đếm đƣợc 7.2.2. Khai báo cấu hình và truy xuất các toán hạng KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 101  Cấu trúc một chƣơng trình hoàn chỉnh bào gồm nhiều Rung (bậc thang). Rung cuối cùng là rung kết thúc chƣơng trình chứa lệnh END. Mỗi Rung chứa tối đa là 12 cột và nhiều hàng  Để chọn và lấy các kí hiệu khi lập trình, ta dùng chuột Double click vào phần tử cần chọn trên thanh công cụ trên màn hình lập trình Open contact Thanh công cụ KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 102  Chúng ta có thể dùng phím nóng để lấy các kí hiệu khi lập trình từ bàn phím dựa vào bảng sau: Close Contact Open branc honta ct Open Contact Close branch Coil Application instruction Horizontal line Vertical line Delete Vertical Delete Horizontal KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 103  Trƣớc khi lập trình phải dùng chuột click vào nút trái tại vị trí trên cửa sổ màn hình, nơi muốn bố trí linh kiện đang trên màn hình sẽ xuất hiện một ô chử nhật viền đen tại vị trí vừa chọn  Khi click chọn linh kiện để lập trình sẽ xuất hiện một cửa sổ phụ để khai báo Thủ tục nối các linh kiện trong chƣơng trình LADDER  Muốn nối các linh kiện với nhau ta phải dùng đƣờng nối ngang và đứng trong thanh linh kiện: Đối với với đƣờng nối ngang khi đã đặt linh kiện vào cửa sổ lập trình, toàn bộ rung lập trình đƣợc tô màu xám và ô kế tiếp ô chứa linh kiện vừa bố trí đƣợc tô viền đen.  Muốn nối đƣờng ngang, dùng con trỏ đặt lên nút ngang Chọn vị trí đặt linh kiện trên cửa sổ lập trình Đặt tên toán hạng hạng Chọn loại toán hạng KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 104  Sau đó nhấn chọn OK KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 105  Chọn toán hạng Y001 cho ngõ ra, tiến hành thực hiện các thao tác bố trí linh kiện vừa mô tả. Toán hạng Y001 xuất hiện trên khung, nhƣng nằm về phía tận cùng bên phải của cửa dổ lập trình; lúc này ta không cần thực hiện đƣờng nối ngang, phần mềm tự thực hiện thao tác nối. Trên rung kế tiếp đƣợc tô xám (báo hiệu sẵn sàng lập trình) và ô đầu tiên của ô này đƣợc viền màu đen.  Tiến hành lập trình trên khung kế tiếp.  Giả sử muốn nối các tiếp điểm trên rung 2 với các tiếp điểm đang bố trí trên rung 1, ta dời con trỏ đến ngay vị trí ở rung trên phía phải của chổ cần nối. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 106  Sau đó click trái chuột lên ô biểu diễn thanh đứng (Vertical line) và chọn OK trên cửa sổ phụ để thực hiện mối nối  Muốn xoá các đƣờng nối ta thực hiện nhƣ sau:  Xoá đƣờng ngang: Đặt con trỏ tại vị trí đƣờng ngang muốn xoá sau đó nhấn phím Delete trên bàn phím để xoá, trƣờng hợp không muốn dùng phím này có thể sử dụng tổ hợp phím (CTRL+DELETE) để xoá KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 107  Xoá đƣờng đứng: Đặt con trỏ tại ô bên phải đƣờng nối, chọn click chuột lên ô biểu diễn đƣờng nối đứng có gạch chéo (Horizontal line) và chọn OK trên cửa sổ phụ để thực hiện xoá đƣờng đứng KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 108 Khai báo thông số cho Timer (rơle thời gian On Delay) và cho Counter (bộ đếm)  Định thì không khả nhớ: 10ms có địa chỉ từ T200 đến T245; 100ms có địa chỉ từ T0 đến T199  Định thì khả nhớ: 10ms có địa chỉ từ T246 đến T249; 100ms có địa chỉ từ T250 đến T255  Bộ đếm 16 bit chung đƣợc chốt: có địa chỉ từ C0 đến C31  Giả sử có một đoạn lập trình LADDER muốn bố trí thêm một rơ le thời gian T1, trình tự thực hiện nhƣ sau:  Trên thanh công cụ chứa linh kiện, nhập nút trái chuột (hoặc dùng phím nóng F7) sẽ xuất hiện một một hộp thoại dùng khai báo cấu hình cho OUTPUT KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 109 + Khai báo trong hộp thoại  Sau đó nhấn OK, hoàn tất quy trình nhập bộ định thì T1 với thông số K100  Giả sử có một đoạn lập trình LADDER muốn bố trí thêm một bộ đếm C0, trình tự thực hiện nhƣ sau: Chọn loại toán hạng Khai báo cho Timer + T1: Timer thứ nhất (độ phân giải 100ms) + K100: Giá trị đặt cho Timer định thời là 100x0,1s = 10s + Giữa T1 và K100 phải có khoảng trắng KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 110 Trên thanh công cụ chứa linh kiện, nhập nút trái chuột (hoặc dùng phím nóng F7) sẽ xuất hiện một một hộp thoại dùng khai báo cấu hình cho OUTPUT  Khai báo trong hộp thoại  Sau đó nhấn OK hoàn tất quy trình nhập bộ đếm C0 với thông số đếm K5 Chọn loại toán hạng Khai báo cho bộ đếm + C0: Bộ đềm thứ nhất + K5: Giá trị đặt cho bộ đếm là 5 lần đếm + Giữa C0 và K5 phải có khoảng trắng KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 111  Thiết lập reset bộ đếm Chọn Application instruction (hoặc nhấn phím nóng F8) RST C0: Reset bộ đếm C0 RST và C0 có khoảng trắng KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 112  Nhấn OK 7.2.3. Chuyển chƣơng trình sang PLC để vận hành: Sau khi lập trình xong trên máy tính muốn chuyển sang PLC, ta cần tiến hành các bƣớc sau:  Giả sử vừa lập xong đoạn chƣơng sau; tất cả các rung đều dƣợc tô màu xám. Chúng ta lƣu (Save) chƣơng trình  Sau đó đƣa con trỏ chuột lên thanh Menu đến vị trí Convert => Convert hoặc nhấn phím nóng F4  Khi chức năng thực hiện xong, các rung lập trình biến mất màu xám KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 113  Chuyển sang PLC để vận hành, trên thanh Menu, chọn Online, sau đó chọn Write to PLC KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 114  Sau đó màn hình xuất hiện hộp thoại Write to PLC chọn  Chọn Select All và chọn Execute KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 115  Xuất hiện hộp thoại sau thì có nghĩa nguồn PLC chƣa đƣợc mở hoặc cáp truyền dữ liệu từ máy tính qua PLC chƣa đƣợc kết nối.  Ta bật công tắc nguồn trên PLChoặc nối cáp truyền dữ liệu và thực hiện lại thao tác trênsẽ xuất hiện hộp thoại MELSOFT series GX Developer. Chọn Yes  Nếu hiển thị hộp thoại sau có nghĩa là PLC đang ở chế độ RUN, dữ liệu không truyền qua PLC đƣợc. KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 116  Khi đó để truyền để truyền đƣợc dữ liệu qua PLC thì phải gạt công tắc vận trên PLC sang chế độ STOP (đèn RUN trên PLC tắt). Sau đó thực hiện lại thủ tục truyền dữ liệu lại từ đầu. Bây giờ việc truyền dữ liệu đƣợc thực thi, trên màn hình xuất hiện cửa sổ  Và cửa sổ sau  Chọn OK KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 117  Khi xuất hiện cửa sổ sau thì việc truyền dữ liệu từ máy tính qua PLC đã hoàn thành, ta nhấn OK.  Tiến hành giả lập trên PLC, chọn công tắc Run trên PLC để đèn Run báo sáng và tiến hành giả lập.  CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP Bài 1: Nhấn và giữ ngõ vào I0 thì ngõ ra Q0 lên 1. Tƣơng tự cho các ngõ vào I1 đến I5 và các ngõ ra Q1 đến Q3 Bài 2: Nhấn I0, ngõ ra Q0 lên 1. Nhấn I1 xuống 0 Bài 3: Nhấn I0 hoặc I1 hoặc I2 hoặc I3 ngõ ra Q0, Q1, Q2, Q1 lên 1. Nếu nhấn Một trong các ngõ vào I4 hoặc I5 thì tất cả các các ngõ ra trên xuống 0. Bài 4: Ứng dụng lệnh Set và Reset thiết kế mạch điều khiển ngõ ra Q0 bằng nút nhấn mở I0 và nút dừng I1 Bài 5: Ứng dụng lệnh Timer viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 sau 3s ngõ ra Q0 lên 1 Bài 6: Ứng dụng lệnh Timer viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 sau 3s ngõ ra Q0 lên 1 và chớp tắt với chu kỳ 1s Bài 7: Ứng dụng lệnh Counter viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 5 lần ngõ ra Q0 lên 1. Tác động I1, ngõ ra Q0 xuống 0 Bài 8: Thiết kế mạch đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn (đảo KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƢƠNG 7 118 chiều gián tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra Bài 9: Thiết kế mạch đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn (đảo chiều trực tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra Bài 10: Thiết kế mạch điều khiển mở tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra Bài 11: Thiết kế mạch điều khiển mở và dừng tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha bằng 2 nút nhấn mở và 2 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra Bài 12: Thiết kế mạch điều khiển mở và dừng tuần tự 03 động cơ KĐB 3 pha bằng 1 nút nhấn mở và 1 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra. Bài 13: Thiết kế mạch điều khiển mở máy sao tam giác động cơ KĐB 3 pha bằng 2 nút nhấn mở và 1 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra. Bài 14: Viết chƣơng trình đóng mở cửa với yêu cầu sau. Nhấn S1 3 lần cửa mở ra báo bằng đèn chớp tắt với chu kỳ 1s. Chạm hành trình SL1 cửa dừng, khi nhấnựng lần cửa đóng lại báo bằng chuông reng chu kỳ 4s, khi chạm công tắc hành trình SL2 cửa dừng. Bài 15: Viết chƣơng trình điều khiển chuông báo giờ học thực hành với yêu cầu sau: * Ngày học: từ thứ 2 đến thứ 6 * Giờ vào: Ca sáng bắt đầu 7h30 chuông reng 5 lần chu kỳ 4s Ca chiều bắt đầu 13h chuông reng 5 lần chu kỳ 4s * Giờ ra: Ca sáng kết thúc 11h30 chuông reng 3 lần chu kỳ 3s Ca chiều kết thúc 17h chuông reng 3 lần chu kỳ 3s KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC CHƯƠNG 1 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tài liệu thực hành PLC-S7-200, Trung tâm Việt Đức, Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh. 2. Tự động hoá với SIMATIC S7 – 200, Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước, Nhà xuất bản nông nghiệp, năm 1997. 3. Hướng dẫn thiết kế mạch và lập trình PLC, Trần Thế San (biên dịch), Nhà xuất bản Đà Nẵng, năm 2005. 4. Điều khiển logic lập trình PLC, Tăng Văn Mùi (biên dịch), Nhà xuất bản Thống kê, năm 2006. 5. Speicher Programmierbarer Steuerungen.