Giáo trình Lập trình PLC cơ bản (Nghề: Cơ điện tử - Cao đẳng): Phần 1 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Chia sẻ: Hoatudang09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:48

Thêm vào BST

Báo xấu

36
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Lập trình PLC cơ bản với mục tiêu giúp người học có thể trình bày được các khái niệm về điều khiển lập trình chính xác theo nội dung đã học; Trình bày được cấu trúc và phương thức hoạt động của các lệnh cơ bản. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 1 dưới đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Lập trình PLC cơ bản (Nghề: Cơ điện tử - Cao đẳng): Phần 1 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI BÙI VĂN CÔNG (Chủ biên) NGUYỄN ANH DŨNG – TẠ VĂN BẰNG GIÁO TRÌNH LẬP TRÌNH PLC CƠ BẢN Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2019
LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Lập trình PLC cơ bản được biên soạn nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy và học tập của Giảng viên, Sinh viên trường Cao đẳng nghề Việt Nam – Hàn Quốc thành phố Hà Nội.. Nội dung giáo trình mang tính lôgic về kiến thức của toàn bộ chương trình đào tạo, đồng thời hướng tới mục tiêu hình thành và phát triển năng lực thực hiện hoạt động nghề nghiệp cho người học. Dạy học tích hợp được lựa chọn trong giáo trình nhằm tạo ra các tình huống liên kết tri thức các môn học, đó là cơ hội phát triển các năng lực của sinh viên. Khi xây dựng các tình huống vận dụng kiến thức người học sẽ phát huy được năng lực tự lực, phát triển tư duy sáng tạo (kiến thức, kỹ năng, và thái độ nghề nghiệp). Giáo trình được trình bày với 6 bài, đi từ lý thuyết cơ sở đến thực hành những kiến thức cơ bản. Đặc biệt trong nội dung giáo trình đã giới thiệu được những nội dung thực hành cơ bản của lĩnh vực Lập trình PLC, đi từ các kiến thức cơ bản của mô đun lập trình PLC . Mặc dù nhóm biên soạn đã cố gắng phát triển giáo trình sao cho phù hợp và hiệu quả nhất với sinh viên cao đẳng nghề Cơ điện tử, nhưng chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót. Chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp của bạn đọc và đồng nghiệp để giáo trình hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày..... tháng....năm 2019 Chủ biên: Bùi Văn Công 1
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................... 1 MỤC LỤC .................................................................................................................. 2 GIÁO TRÌNH LẬP TRÌNH PLC CƠ BẢN ....................................................... 4 Bài 1 ........................................................................................................................ 7 Đại cương về điều khiển lập trìnhThời gian ....................................................... 7 1.1. Tổng quát về điều khiển ............................................................................... 7 1.2. Điều khiển nối cứng và điều khển lập trình. ................................................ 9 1.3. So sánh PLC với các hình thức điều khiển khác........................................ 10 1.4. Các ứng dụng của PLC trong thực tế ......................................................... 11 Bài 2 ...................................................................................................................... 13 Cấu trúc và phương thức hoạt động của một PLC.......................................... 13 2.1.Cấu trúc của một PLC ................................................................................. 13 2.2.Thiết bị điều khiển lập trình PLC ............................................................... 14 2.3. Địa chỉ đầu vào ra ..................................................................................... 19 2.4. Cấu trúc bộ nhớ của ................................................................................... 20 2.5. Xử lý chương trình ..................................................................................... 21 Bài 3 ...................................................................................................................... 22 Kết nối giữa PLC và thiết bị ngoại vi ................................................................ 22 3.1. Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi ................................................. 22 3.2. Kiểm tra việc nối dây bằng phần mềm ...................................................... 33 3.3. Cài đặt và sử dụng phần mềm lập trình cho PLC ...................................... 37 Bài 4 ...................................................................................................................... 48 Các phép toán nhị phân của PLC ...................................................................... 48 4.1. Các liên kết logic ........................................................................................ 48 2
4.2. Các lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm ..................................................... 50 4.3. Timer .......................................................................................................... 55 4.4. Counter ....................................................................................................... 58 Bài 5 ...................................................................................................................... 62 Các phép toán số của PLC.................................................................................. 62 5.1. Chức năng truyền dẫn ................................................................................ 62 5.2. Chức năng so sánh ..................................................................................... 67 5.3. Chức năng dịch chuyển .............................................................................. 73 5.4. Chức năng chuyển đổi ................................................................................ 75 5.5. Chức năng toán học .................................................................................... 79 Bài 6 ...................................................................................................................... 84 Các bài tập ứng dụng trong điều khiển động cơ .............................................. 84 6.1. Giới thiệu: .................................................................................................. 84 6.2. Cách kết nối dây ......................................................................................... 89 6.3. Bài tập ứng dụng ........................................................................................ 92 Tài liệu tham khảo ............................................................................................ 105 3
GIÁO TRÌNH LẬP TRÌNH PLC CƠ BẢN Tên mô đun: Lập trình PLC cơ bản Mã số mô đun: MĐ 25 Thời gian của mô đun: 90 giờ ( LT: 15 giờ ; TH: 72 giờ; KT: 3 giờ ) I. Vị trí, tính chất của mô đun: Vị trí : - Mô đun được bố trí dạy cuối chương trình sau khi học xong các môn chuyên môn như điện tử công suất, Kỹ thuật xung – số, kỹ thuật cảm biến, trang bị điện, lắp đặt và điều khiển thiết bị điện công nghiệp.... Tính chất : - Là mô đun chuyên môn nghề. II. Mục tiêu của mô đun: Kiến thức: - Trình bày được các khái niệm về điều khiển lập trình chính xác theo nội dung đã học - Trình bày được cấu trúc và phương thức hoạt động của các lệnh cơ bản Kỹ năng: - Thực hiện lập trình các bài tập ứng dụng dùng PLC đạt các yêu cầu về kỹ thuật và công nghệ - Kết nối mạch điện theo yêu cầu công nghệ - Năng lực tự chủ, trách nhiệm: - Vận dụng được những kiến thức của môn học để tiếp thu các môn học, mô- đun chuyên nghề. - Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác và an toàn vệ sinh công nghiệp 4
III. Nội dung mô đun: 1.Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian Thời gian Thực hành/ thực TT Tên chương, mục Tổng Lý tập/thí Kiểm số thuyết nghiệm/ tra bài tập/thảo luận 1 Bài 1:Đại cương về điều khiển lập 4 4 0 trình 1.1. Tổng quan về điều khiển 1.2. Điều khiển nối cứng và điều khiển lập trình 1.3. So sánh PLC với các hình thức điều khiển khác 1.4. Các ứng dụng của PLC trong thực tế Kiểm tra 2 Bài 2:Cấu trúc và phương thức hoạt 12 1 11 động của một PLC 2.1. Cấu trúc của một PLC 2.2. Thiết bị điều khiển lập trình PLC 2.3. Địa chỉ các ngõ vào/ ra 2.4. Cấu trúc bộ nhớ của PLC 2.5. Xử lý chương trình Kiểm tra 3 Bài 3:Kết nối giữa PLC và thiết bị 12 1 10 1 5
ngoại vi 3.1. Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi 3.2. Kiểm tra việc nối dây bằng phần mềm 3.3. Cài đặt và sử dụng phần mềm lập trình cho PLC Kiểm tra 4 Bài 4:Các phép toán nhị phân của PLC 20 2 17 1 4.1. Các liên kết logic 4.2. Các lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm 4.3. Timer 4.4. Counter Kiểm tra 5 Bài 5:Các phép toán số của PLC 12 6 5 1 5.1. Chức năng truyền dẫn 5.2. Chức năng so sánh 5.3. Chức năng dịch chuyển 5.4. Chức năng chuyển đổi 5.5. Chức năng toán học 6 Bài 6:Các bài tập ứng dụng trong 30 1 29 điều khiển động cơ 6.1. Giới thiệu 6.2. Cách kết nối dây 6.3. Bài tập ứng dụng 6.3.1 Mạch khởi động động cơ 6.3.2 Mạch đổi chiều quay 6.3.3 Mạch điều khiển tốc độ 6.3.4 Mạch mở máy sao/ tam giác Cộng 90 15 72 3 6
Bài 1 Đại cương về điều khiển lập trìnhThời gian Mục tiêu - Phát biểu được khái niệm về điều khiển lập trình theo nội dung đã học - So sánh ưu nhược điểm của điều khiển lập trình với các hình thưc điều khiển khác theo nội dung đã học. - Trình bày được các ứng dụng của PLC trong thực tế theo nội dung đã học. - Rèn luyện tính tư duy, tác phong công nghiệp 1.1. Tổng quát về điều khiển Trong ứng dụng các công nghệ khoa học vào sản xuất công nghiệp yêu cầu tự động hoá ngày càng tăng, đòi hỏi kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng được những yêu cầu đó, với mục tiêu tăng năng suất lao động bằng con đường tăng mức độ tự động hóa các quá trình và thiết bị sản xuất nhằm mục đích tăng sản lượng, cải thiện chất lượng và độ chính xác của sản phẩm. Tự động hóa trong sản xuất nhằm thay thế một phần hoặc toàn bộ các thao tác vật lý của công nhân vận hành máy thông qua hệ thống điều khiển. Những hệ thống điều khiển này có thể điều khiển quá trình sản xuất với độ tin cậy cao, ổn định mà không cần sự tác động nhiều của người vận hành. Điều này đòi hỏi hệ thống điều khiển phải có khả năng khởi động, kiểm soát, xử lý và dừng một quá trình theo yêu cầu hoặc đo đếm các giá trị đã được xác định nhằm đạt được kết quả mong muốn ở sản phẩm đầu ra của máy hay thiết bị. Một hệ thống như vậy được gọi là hệ thống điều khiển. Trong kỹ thuật tự động điều khiển, các bộ điều khiển chia làm 2 loại: + Điều khiển nối cứng + Điều khiển logic khả trình ( PLC) Một hệ thống điều khiển bất kỳ được tạo thành từ các thành phần: + Khối vào + Khối xử lý – điều khiển + Khối ra * Sơ đồ tổng quát của điều khiển lập trình như sau ( hình 1.1): 7
Hình 1.1 sơ đồ tổng quan điều khiển lập trình 1.1.1.Khối vào: ( bảng 1.1) Còn được gọi là giao tiếp ngõ vào có nhiệm vụ biến đổi các đại lượng vật lý đầu vào ( từ các tiếp điểm của cảm biến, hay các nút nhấn, điện trở đo sức căng….) thành các mức tín hiệu số ON/OFF (digital) hay tín hiệu liên tực (analog) tùy theo bộ chuyển đổn ngõ vào và cấp vào cho khối xử lý trung tâm (CPU). Bảng 1.1 Bộ chuyển đổi Đại lượng đo Đại lượng ra Công tắc (Switch) Sự dịch chuyển/ vị trí Điện áp nhị phân (ON/OFF) Công tắc hành trình (Limit Sự dịch chuyển/ vị Điện áp nhị phân switch) trí (ON/OFF) Bộ điều chỉnh nhiệt Nhiệt độ Điện áp nhị phân (Thermostat) (ON/OFF) Cặp nhiệt điện Nhiệt độ Điện áp thay đổi (Thermocouple) Nhiệt trở (Thermister) Nhiệt độ Trở kháng thay đổi Tế bào quang điện (Photo Ánh sáng Điện áp thay đổi (analog) cell) Tế bào tiệm cận (Proximity Sự hiện diện của Trở kháng thay đổi cell) đối tượng Điện trở đo sức căng (Strain Áp suất/ sự dịch Trở kháng thay đổi gage) chuyển 8
1.1.2.Bộ nhớ (Memory Lưu chương trình điều khiển được lập trình bởi người dùng và các dữ liệu khác như cờ, thanh ghi tạm, trạng thái đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra… Nội dung các bộ nhớ đã được mã hóa dưới dang mã nhị phân. c.Khối xử lý – điều khiển: Là khối xử lý trung tâm (CPU) thay thế người vận hành thực hiện các thao tác đảm bảo quá trình hoạt động. Từ thông tin tín hiệu vào hệ thống điều khiển tuần tự thực thi các lệnh trong chương trình lưu trong bộ nhớ, xử lý các đầu vào và đưa kết quả xuất hoặc điều khiển cho phần giao diện đầu ra ( output) như: cuộn dây, mô tơ….Tín hiệu điều khiển được thực hiện theo 2 cách: + Dùng mạch điện nối kết cứng + Dùng chương trình điều khiển d. Khối ra: ( bảng 1.2) Còn được gọi là phần giao diện đầu ra. Tín hiệu ra là kết quả của quá trình xử lý của hệ thống điều khiển. Lúc này tín hiệu ngõ vào được biến đổi thành mức tín hiệu vật lý thích hợp bên ngoài như: đóng mở rơle, biến đổi tuyến tính số- tương tự….. Bảng 1.2 Thiết bị ở ngõ ra Đại lượng ra Đại lượng tác động Động cơ điện Chuyển động quay Điện Xy lanh- Piston Chuyển động thẳng/áp lực Dầu ép/ khí ép Solenoid Chuyển động thẳng/áp Điện lực Lò xấy/ lò cấp nhiệt Nhiệt Điện Van Tiết diện cửa van thay đổi Điện/dầu ép/khí ép Rơle Tiếp điểm điện/ chuyển Điện động vật lý có giới hạn 1.2. Điều khiển nối cứng và điều khển lập trình. 1.2.1. Điều khiển nối cứng. Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (Programmable Controller) đã được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (công ty General Motor - Mỹ). Tuy nhiên, hệ thống 9
này còn khá đơn giản và cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống . Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải tiến hệ thống làm cho hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành. Nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn do lúc này không có các thiết bị lập trình chuyên dùng hỗ trợ cho công việc lập trình. Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable Controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Điều này đã tạo ra sự phát triển thực sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình. Các nhà thiết kế đã từng bước chuẩn hóa ngôn ngữ lập trình, đó là ngôn ngữ lập trình dùng giản đồ hình thang (Ladder Diagram). Các nhà sản xuất liên tục đưa ra các công cụ (cả phần mềm và thiết bị) hỗ trợ cho việc lập trình, giám sát và gỡ rối. 1.2.2. Điều khển lập trình. Bộ điều khiển lập trình là ý tưởng của một nhóm kỹ sư hãng Ganeral Motors vào năm 1968 nhằm đáp ứng những yêu cầu điều khiển trong công nghiệp. Ban đầu nó mới chỉ được sử dụng để thay thế cho hệ thống điều khiển sử dụng rơle. Bộ điều khiển PLC lúc đầu chỉ là một thiết bị đơn giản. Đầu vào của nó được kết nối với công tắc, cảm biến số…và dựa trên những phép tính logic bên trong mà đầu ra của nó sẽ đóng hoặc mở các thiết bị. Khi mới xuất hiện, bộ điều khiển PLC không tương thích với các hệ thống điều khiển khá phức tạp như điều khiển nhiệt độ, vị trí, áp suất…tuy nhiện, vào những năm kế tiếp nhà sản xuất đã liên tục cải tiến nó. Hiện nay, PLC đã được nhiều hãng khác nhau sản xuất như: Siemens, Omron, Mitsubishi, Festo, Alan Bradley, Schneider, Hitachi ... Theo xu hướng chuẩn hóa và module hóa thì PLC của các hãng khác nhau đều có cấu trúc phần cứng cũng như tập lệnh tương tự nhau. 1.3. So sánh PLC với các hình thức điều khiển khác 1.3.1. PLC với hệ thống điều khiển bằng Rơ le - Việc phát triển hệ thống điều khiển lập trình đã dần thay thế từng bước hệ thống điều khiển bằng rơle trong các quá trình sản xuất khi thiết kế một hệ thống điều khiển hiện đại, người kỹ sư phải cân nhắc, lựa chọn giữa các hệ thống điều khiển lập trình thường được sử dụng thay cho hệ thống điều khiển bằng rơ le do các nguyên nhân sau: + Thay đổi chương trình điều khiển một cách linh động. + Có độ tin cậy cao. 10
+ Không gian lắp đặt thiết bị nhỏ, không chiếm nhiều diện tích. + Có khả năng đưa tín hiệu điều khiển ở ngõ ra phù hợp: dòng, áp. + Dễ dàng thay đổi đối với cấu hình (hệ thống máy móc sản xuất) trong tương lai khi có nhu cầu mở rộng sản xuất. Đặc trưng cho hệ thống điều khiển chương trình là phù hợp với những nhu cầu đã nêu trên, đồng thời về mặt kinh tế và thời gian thì hệ thống điều khiển lập trình cũng vượt trội hơn hệ thống điều khiển cũ (rơle, contactor …). Hệ thống điều khiển này cũng phù hợp với sự mở rộ ng hệ thống trong tương lai do không phải thay đổi, lo ại bỏ hệ thống dây nố i giữ a hệ thống điều khiển và các thiết bị, mà chỉ đơn giản là thay đổi chương trình sao cho phù hợp với điều kiện sản xuất mới. 1.3.2. PLC với máy tính cá nhân Đối với một máy tính cá nhân, người lập trình dễ nhận thấy được sự khác biệt giữa PC với PLC, sự khác biệt có thể biết được như sau: Máy tính không có các cổng giao tiếp tiếp với các thiết bị điều khiển, đồng thời máy tính cũng hoạt động không tốt trong môi trường công nghiệp. Ngôn ngữ lập trình trên máy tính không phải dạng hình thang, máy tính ngoài việc sử dụng các phần mềm chuyên biệt cho PLC, còn phải thông qua việc sử dụng các phần mềm khác làm “chậm” đi quá trình giao tiếp với các thiết bị được điều khiển. Tuy nhiên qua máy tính, PLC có thể dể dàng kết nối với các hệ thống khác, cũng như PLC có thể sử dụng bộ nhớ (có dung lượng rất lớn) của máy tính làm bộ nhớ của PLC. 1.4. Các ứng dụng của PLC trong thực tế Ngày nay bộ điều khiển bằng PLC được ứng dụng rộng rãi và thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản, chỉ có chức năng đóng mở (ON/OFF) thông thường đến các ứng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất. Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện nay bao gồm: - Hóa học và dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn, cân đong trong nghành hóa … 11
- Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hoá trong chế tạo máy, cân đong, quá trình lắp đặc máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại… - Bột giấy, giấy, xử lý giấy: Điều khiển máy băm, quá trình ủ bọt, quá trình cán, gia nhiệt … - Thủy tinh và phim ảnh: quá trình đóng gói, thu nghiệm vật liệu, cân đong, các khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy. - Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm soát quá trình sản xuất, bơm (bia, nước trái cây …) cân đong, đóng gói, hòa trộn … - Kim loại: Điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), qui trình sản xuất, kiểm tra chất lượng. - Năng lượng: Điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các turbin …) các trạm cần hoạt động tuầu tự khai thác vật liệu một cách tự động (than, gỗ, dầu mỏ). 12
Bài 2 Cấu trúc và phương thức hoạt động của một PLC Mục tiêu: - Phát biểu được cấu trúc của một PLC theo nội dung đã học. - Trình bày được các thiết bị điều khiển lập trình PLC - Trình bày được cấu trúc bộ nhớ PLC theo nội dung đã học - Thực hiện xử lý chương trình đúng theo nội dung đã học. - Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp 2.1.Cấu trúc của một PLC 2.1.1.Sơ đồ khối của PLC Hình 2.1 Cấu trúc một bộ PLC 2.1.2.Chức năng các khối PLC là thiết bị điều khiển dựa trên bộ vi xử lý, các thành phần cơ bản của nó gồm: - Khối xử lý trung tâm (Central Processing Unit - CPU) - Bộ nhớ trong (Internal Memory) - Bus hệ thống (System Bus) - Khối ghép nối vào/ra (Input/Output Interface) - Khối nguồn (Power Supply) 13
2.1.3 Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 là họ PLC loại nhỏ của hãng SIEMENS (Micro PLC) được cấu trúc theo dạng module. Một PLC S7-200 gồm có một Module CPU S7-200 và có thể có các Module mở rộng. Module CPU S7-200 gồm có một khối sử lý trung tâm (CPU), bộ nhớ trong, nguồn công suất, các đầu vào/ra số tích hợp, cổng truyền thông. Có thể tăng thêm các đầu vào/ra số cũng như các chức năng chuyên dùng khác bằng các module mở rộng. Hình 2.2 Hình dáng bên ngoài PLC S7-200 2.2.Thiết bị điều khiển lập trình PLC Có 2 loại thiết bị có thể lập trình được: Các thiết bị chuyên dụng đối với từng nhóm PLC của các hãng tương ứng Các máy tính có cài đặt phần mềm là công cụ lý tưởng nhất. PLC viết tắc của programmable logic controller là thiết bị điều khiển logic cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic qua một ngôn ngữ lập trình bộ điều khiển thỏa mãn các yêu cầu: + Lập trình dễ dàng vì ngôn ngữ lập trình dễ học + Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, tu sửa + Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phứctạp + Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp + Giao tiếp với các thiết bị thông tín máy tính, nối mạng các modu mở rộng + Giá cả phù hợp Bộ điều khiển lập trình PLC được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng Rơ le và thiết bị cồng kềnh nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản. PLC 14
còn thực hiện các tác vụ định thì và đếm làm tăng khả năng điều khiển, thực hiện logic được lập trong chương trình và kích ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng, S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemens cấu trúc theo kiển module có các module mở rộng các module này được sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU 212 và CPU 214 về hình thức bên ngoài sự khác nhau của hai loại CPU này nhận biết được nhờ số đầu vào ra và nguồn cung cấp + CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra có khả năng mở rộng thêm bằng 2 module mở rộng + CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra và có khả năng mở rộng thêm bằng 7 module mở rộng *CPU 212: 512 từ đơn (word) tức là 1 kbyte, để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ đọc/ ghi được và không bị mất dữ liệu nhờ có giao diện với Eprom. Vùng nhớ với tính chất như vậy được gọi là vùng nhớ non – volatile 512 từ đơn được lưu dữ liệu trong đó có 100 từ nhớ đọc/ ghi thuộc miền non – volatile 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic Có thể ghép nối 2 module để mở rộng số cổng vào/ra, bao gồm cả 2 module tương tự (analog) Tổng số cổng logic vào/ ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra 64 bộ tạo thời gian trễ (timer) trong đó có 2 timer có độ phân giải 1ms 8 timer có độ phân giải 10ms và 54 timer có độ phân giải 100ms 64 bộ đếm (counter) chia làm 2 loại loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại vừa đếm tiến vừa đếm lùi 368 bit nhớ đặc biệt sử dụng làm các bit trạng thái hoặc các bit đặt chế độ làm việc Có các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu khác nhau bao gồm ngắt truyền thông ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống. Ngắt theo thời gian và ngắt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao (2kHz) Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi 15
* CPU 214: CPU 214 bao gồm 14 ngõ vào và 10 ngõ ra có khả năng mở rộng thêm bằng 7 module mở rộng 2048 từ đơn (4 kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non – volatile để lưu chương trình (dùng nhớ có giao diện với EEPROM) 2048 từ đơn (4kbyte) thuộc kiểu đọc ghi để lưu dữ liệu (trong đó có 512 từ đầu thuộc miền EEPROM) I0.0, Q0.0, V0.0, SM0.1 Tổng số cổng vào/ ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra Có 14 ngõ vào từ I0.0  I0.1 và I1.0  I1.5 Có 10 ngõ ra từ Q0.0  I0.1 và Q1.0  Q1.1 Có thể gắn thêm 1 module mở rộng bao gồm cả module analog 128 timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau 4 timer 1ms, 16 timer 10ms và 108 timer 100ms Có 128 bộ đếm chia làm hai loại + Chỉ đếm lên CTU + Vừa đếm lên vừa đếm xuống CTUD Có 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc + SM0.0: luôn ở trạng thái 1 + SM0.1: bằng 1 trong vòng quét đầu tiên Các chế độ ngắt và xử lý ngắt gồm ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc xuống, ngắt thời gian ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung Có 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2kHz và 7kHz 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu + PTO (Pulse traisn output): điều tần + PWM (Pulse width modulation): điều rộng xung 2 bộ chỉnh tương tự 16
Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi Các đèn báo trên S7-200 CPU 214 + SF (đèn đỏ): đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng. Đèn SF sáng lên khi PLC bị hỏng hóc + Run (đèn xanh): đèn xanh chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy + Stop (đèn vàng): đèn vàng chỉ định PLC đang ở chế độ dừng + Ix.x (đèn xanh): đèn xanh ở cổng vào chỉ định ở trạng thái tức thời của cổng Ix.x (X.X = 0.0  1.5) + Qy.y (đèn xanh): đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Qy.y (y.y = 0.0  1.1) + TERM: cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC hoặc Run hoặcStop SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CÁC BỘ PHẬN CỦA S7-200 CPU Hình 2.3 PLC S7 200 17
Mô tả cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với rắc cắm nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Sơ đồ các chân của cổng truyền thông. Hình 2.4 cấu tạo cổng RS232 + Chân 1: Nối mass + Chân 2: 24 V DC + Chân 3: Truyền và nhận dữ liệu + Chân 4: không sử dụng + Chân 5: nối mass + Chân 6: 5V DC (có điện trở trong 100  ) + Chân 7: 24 V DC (dòng 120mA tối đa) + Chân 8: Truyền và nhận dữ liệu + Chân 9: không sử dụng Mô tả các đèn báo trên CPU S7- 200: + SF: Đèn màu đỏ, báo hiệu hệ thống bị hỏng. + RUN: Đèn xanh, chỉ định PCL đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy. + STOP: Đèn vàng, chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trình đang thực hiện lại. 18
+ Các đèn màu xanh từ I0.0  I 1.5 chỉ trạng thái tức thời của ngỡ vào PLC các đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu ngõ vào theo mức logic. + Các đèn màu xanh từ Q0.0  Q1.1 chỉ trạng thái tức thời của ngõ ra PLC các đèn này báo hiệu trạng thái tín hiệu ngõ ra của PLC theo mức logic *S7- 300, S7-400, s7-1200,.. 2.3. Địa chỉ đầu vào ra 2.3.1. Định địa chỉ trực tiếp các vùng nhớ CPU S7-200 lưu trữ dữ liệu ở các vị trí khác nhau trong bộ nhớ, mỗi vị trí nhớ có một địa chỉ duy nhất. Chương trình có thể sử dụng địa chỉ của vị trí nhớ để truy nhập dữ liệu trong bộ nhớ. Cách truy nhập này gọi là định địa chỉ trực tiếp. 2.3.2. Phần chữ chỉ vị trí và kích thước của ô nhớ Để truy nhập đến một bit trong một vùng nhớ nào đó, chương trình phải chỉ rõ địa chỉ gồm tên vùng nhớ, địa chỉ byte, và địa chỉ bit. Địa chỉ byte và địa chỉ bit ngăn cách nhau bởi dấu (.). Chế độ địa chỉ này gọi là chế độ định địa chỉ bit. 2.3.3. Phần số chỉ địa chỉ byte hoặc bit trong miền nhớ 7 6 5 4 3 2 1 0 I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 Hình 2.5 địa I chỉ trong miền nhớ 7 Định dạng địa chỉ: I 8 [Tên vùng nhớ][Địa chỉ byte].[Địa I chỉ bit] 9 Ví dụ: I3.4 I 10 Trong đó: I 11 I 19 12