Giáo trình PLC cơ bản (Ngành: Điện công nghiệp) - CĐ Công nghiệp Hải Phòng

Chia sẻ: Agatha25 Agatha25 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:136

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung của giáo trình được biên soạn với thời lượng 90 giờ phù hợp với giảng dạy tích hợp bao gồm các bài sau: Giới thiệu chung về PLC; Cài đặt và sử dụng phần mềm Step7 Microwin V4.0; Kết nối PLC S7-200 với thiết bị ngoại vi; Đấu lắp mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc đảo chiều có giới hạn hành trình; Đấu lắp mạch điện khởi động y - ∆ động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình PLC cơ bản (Ngành: Điện công nghiệp) - CĐ Công nghiệp Hải Phòng

UBND THÀNH PHỐ HẢI PHÕNG TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÕNG GIÁO TRÌNH Môn học/Mô đun: PLC cơ bản NGHỀ:ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Hải Phòng, 2019 1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2
LỜI GIỚI THIỆU Mô đun PLC cơ bản là một mô đun chuyên môn chính của nghề Điện Công nghiệp. Do đó, tập thể giáo viên Khoa Điện đã đầu tư nhiều thời gian và công sức để xây dựng khung chương trình theo hướng ứng dụng thực tế và đã được phê duyệt bởi Tổng cục Giáo dục nghề nghiệp vào tháng 6 năm 2017. Theo đó, việc chỉnh sửa và biên soạn giáo trình này nhằm phục vụ cho đào tạo nghề Điện công nghiệp với hai cấp trình độ Cao đẳng và Trung cấp của Trường Cao đẳng Công nghiệp Hải Phòng đã được cập nhật những kiến thức mới, có tính công nghệ để sinh viên có thể vừa học vừa làm trong môi trường thực tế. Giáo trình PLC cơ bản được chỉnh sửa, biên soạn phục vụ công tác giảng dạy của giáo viên, đồng thời làm tài liệu đọc, nghiên cứu cho Học sinh – Sinh viên. Nội dung của giáo trình được biên soạn dễ hiểu và tính thực tiễn cao. Người học có thể dễ dàng vận dụng lý thuyết vào thực hành trong rèn luyện nghề và hành nghề. Nội dung của giáo trình được biên soạn với thời lượng 90 giờ phù hợp với giảng dạy tích hợp bao gồm các bài sau: Bài 1: Giới thiệu chung về PLC Bài 2: Cài đặt và sử dụng phần mềm Step7 Microwin V4.0 Bài 3: Kết nối PLC S7-200 với thiết bị ngoại vi Bài 4: Đấu lắp mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc đảo chiều có giới hạn hành trình Bài 5: Đấu lắp mạch điện khởi động y - ∆ động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc. Bài 6: Đấu lắp mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha khởi động và dừng tự động theo trình tự Bài 7: Đấu lắp mạch điện điều khiển băng tải có đếm sản phẩm Bài 8: Đấu lắp mạch điện điều khiển tín hiệu đèn giao thông tại ngã tư Bài 9: Đấu lắp mạch điện điều khiển chuông báo giờ học Bài 10: Đấu lắp mạch điện điều khiển ổn định áp suất Bài 11: Đấu lắp mạch điện sử dụng PLC của các hãng khác Mặc dù nhóm tác giả đã có nhiều cố gắng trong công việc chỉnh sửa, biên soạn nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi khiếm khuyết. Nhóm tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến quý báu của quí Thầy, Cô và bạn đọc để cuốn sánh được hoàn thiện hơn trong những lần tái bản sau. Hải Phòng, ngày tháng năm 2019 Tổ bộ môn 3
MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG 1 Tuyên bố bản quyền 2 2 Lời giới thiệu 3 3 Mục lục 4 4 Bài 1. Giới thiệu chung về PLC 9 1. Khái niệm PLC 9 2. Hệ thống điều khiển nối cứng và lập trình 9 3. Cấu trúc và xử lý chương trình trong PLC 14 5 Bài 2. Cài đặt và sử dụng phần mềm Step7 Microwin v4.0 24 1. Cài đặt phần mềm Step 7 Microwin v4.0 24 2. Sử dụng phần mềm Step7 Microwin V4.0 32 3. Bài tập thực hành của học viên 35 6 Bài 3. Kết nối PLC S7 200 với thiết bị ngoại vi 36 1. Giới thiệu CPU 212 và cách kết nối thiết bị ngoại vi 36 2. Kết nối vào/ra PLC 38 3. Kiểm tra việc kết nối dây bằng phần mềm 40 7 Bài 4. Đấu lắp mạch điện điều khiển động cơ không đồng 42 bộ ba pha rô to lồng sóc đảo chiều có giới hạn hành trình 1. Yêu cầu công nghệ 42 2. Kết nối phần cứng 43 3. Lập trình điều khiển 45 4. Các bước thực hiện công việc 49 5. Bài tập thực hành của học viên 50 8 Bài 5. Đấu lắp mạch điện khởi động y - ∆ động cơ không 51 đồng bộ ba pha rô to lồng sóc 1. Yêu cầu công nghệ 51 2. Kết nối phần cứng 51 3. Lập trình điều khiển 54 4. Các bước thực hiện công việc 57 5. Bài tập thực hành của học viên 59 4
9 Bài 6. Đấu lắp mạch điện điều khiển động cơ không đồng 60 bộ ba pha khởi động và dừng tự động theo trình tự 1. Yêu cầu công nghệ 60 2. Kết nối phần cứng 60 3. Lập trình điều khiển 63 4. Các bước thực hiện công việc 64 5. Bài tập thực hành của học viên 66 Bài 7. Đấu lắp mạch điện điều khiển băng tải có đếm sản 67 10 phẩm 1. Yêu cầu công nghệ 67 2. Kết nối phần cứng 67 3. Lập trình điều khiển 70 4. Các bước thực hiện công việc 73 5. Bài tập thực hành của học viên 75 Bài 8. Đấu lắp mạch điện điều khiển tín hiệu đèn giao 76 11 thông tại ngã tƣ 1. Yêu cầu công nghệ 76 2. Kết nối phần cứng 77 3. Lập trình điều khiển 78 4. Các bước thực hiện công việc 83 5. Bài tập thực hành của học viên 85 Bài 1 9. Đấu lắp mạch điện điều khiển chuông báo giờ học 86 12 1. Yêu cầu công nghệ 86 2. Kết nối phần cứng 87 3. Lập trình điều khiển 88 4. Các bước thực hiện công việc 91 5. Bài tập thực hành của học viên 93 Bài 1 10. Đấu lắp mạch điện điều khiển ổn định áp suất 94 13 1. Yêu cầu công nghệ 94 2. Khái niệm về tín hiệu tương tự (analog) 96 3. Giới thiệu về module analog EM235 98 5
4. Cảm biến áp suất 104 5. Kết nối phần cứng 107 6. Lập trình điều khiển 111 7. Các bước thực hiện công việc 120 8. Bài tập thực hành của học viên 121 1 11. Đấu lắp mạch điện sử dụng PLC của các hãng Bài 122 14 khác 1. PLC của hãng Omron 122 2. PLC của hãng LS 125 3. PLC của hãng DELTA 127 4. Bài tập thực hành của học viên 129 15 BÀI TẬP LỚN 132 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 136 6
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: PLC cơ bản Mã mô đun: MĐ 24 Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun - Vị trí: Trước khi học mô đun này cần hoàn thành các môn học cơ sở và các mô-đun chuyên môn, mô đun này nên học cuối cùng trong khóa học, trước khi thực tập xí nghiệp. - Tính chất: Là mô đun đào tạo bắt buộc Mục tiêu của mô đun - Kiến thức + Trình bày được nguyên lý hoạt động của các bộ điều khiển lập trình PLC; + So sánh các ưu nhược điểm với bộ điều khiển có tiếp điểm (điều khiển nối cứng) và các bộ lập trình (điều khiển mềm). + Phân tích được cấu tạo phần cứng và nguyên tắc hoạt động của phần mềm trong hệ điều khiển lập trình PLC. + Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi. - Kỹ năng + Thực hiện được một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp. + Kết nối thành thạo phần cứng của PLC - PC với thiết bị ngoại vi. + Viết được chương trình, nạp trình để thực hiện được một số bài toán ứng dụng đơn giản trong công nghiệp. + Phân tích được một số chương trình đơn giản, phát hiện sai lỗi và sửa chữa khắc phục. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm + Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo,tác phong công nghiệp. + Chấp hành tốt nội quy của xưởng, đảm bảo an toàn trong quá trình luyện tập. Nội dung chính của mô đun Bài 1: Giới thiệu chung về PLC Bài 2: Cài đặt và sử dụng phần mềm Step7 Microwin V4.0 Bài 3: Kết nối PLC S7-200 với thiết bị ngoại vi Bài 4: Đấu lắp mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha rô to lồng sóc đảo chiều có giới hạn hành trình Bài 5: Đấu lắp mạch điện khởi động y - ∆ động cơ không đồng bộ ba pha rô to 7
lồng sóc Bài 6: Đấu lắp mạch điện điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha khởi động và dừng tự động theo trình tự Bài 7: Đấu lắp mạch điện điều khiển băng tải có đếm sản phẩm Bài 8: Đấu lắp mạch điện điều khiển tín hiệu đèn giao thông tại ngã tư Bài 9: Đấu lắp mạch điện điều khiển chuông báo giờ học Bài 10: Đấu lắp mạch điện điều khiển ổn định áp suất Bài 11: Đấu lắp mạch điện sử dụng PLC của các hãng khác Bài tập lớn 8
BÀI 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC MÃ BÀI: PLCCB 1 Mục tiêu - Phân tích được các dạng bài toán điều khiển và giải bài toán điều khiển và nhiệm vụ các khối chức năng của PLC, nguyên tắc hoạt động của PLC, cấu trúc chương trình của PLC, giải thích được các phương pháp lập trình của PLC - Thực hiện được kết nối giữa PLC với thiết bị ngoại vi, sử dụng thành thạo phần mềm lập trình Step 7 Microwin Nội dung chính 1. KHÁI NIỆM PLC PLC là chữ viết tắt của chữ Tiếng Anh (Programmable Logic Controller) nghĩa là bộ điều khiển lập trình được. Dây là loại thiết bị thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình. PLC là một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với PLC khác hoặc với máy tính). 2. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NỐI CỨNG VÀ LẬP TRÌNH 2.1. Khái niệm về điều khiển nối cứng và điều khiển lập trình Trong công nghiệp yêu cầu tự động hoá ngày càng tăng, đòi hỏi kỹ thuật điều khiển phải đáp ứng được những yêu cầu đó. Để giải quyết được nhiệm vụ điều khiển người ta có thể thực hiện bằng hai cách: Thực hiện bằng Rơle, khởi động từ (Điều khiển nối cứng) ... hoặc thực hiện bằng chương trình nhớ (Điều khiển lập trình). Hệ điều khiển bằng Rơle và hệ điều khiển bằng lập trình có nhớ khác nhau ở phần xử lý: Thay vì dùng Rơle, tiếp điểm và dây nối trong phương pháp lập trình có nhớ chúng được thay bằng cách mạch điện tử. Như vậy, thiết bị PLC làm nhiệm vụ thay thế phần mạch điện điều khiển trong khâu xử lý số liệu. Nhiệm vụ của sơ đồ mạch điều khiển sẽ được xác định bằng một số hữu hạn các bước thực hiện xác định gọi là "chương trình". Chương trình này mô tả các bước thực hiện gọi là tiến trình điều khiển, tiến trình này được lưu vào bộ nhớ nên được gọi là "điều khiển lập trình có nhớ". 9
2.2. So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thƣờng khác Trên cơ sở khác nhau của khâu xử lý số liệu ta có thể biểu diễn hai hệ điều khiển như sau: Các bước thiết lập sơ đồ điều khiển bằng Rơle Xác định nhiệm vụ điều khiển Sơ đồ mạch điện Chọn phần tử mạch điện Dây nối liên kết các phần tử Kiểm tra chức năng Hình 1-1. Lƣu đồ điều khiển dùng Rơle Các bước thiết lập sơ đồ điều khiển bằng PLC Xác định nhiệm vụ điều khiển Thiết kế thuật giải Soạn thảo chương trình Kiểm tra chức năng Hình 1 – 2. Lƣu đồ điều khiển bằng PLC Khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển người ta cần thay đổi mạch điều khiển bằng cách lắp lại mạch, thay đổi phần tử mới đối với hệ thống điều khiển bằng Rơle điện. Trong khi đó khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển ta chỉ cần thay đổi chương trình soạn thảo đối với hệ điều khiển bằng lập trình có nhớ. Sự khác nhau giữa hệ điều khiển bằng Rơle điện và lập trình có nhớ có thể minh hoạ như sau: 10
Điều khiển hệ thống 3 máy bơm nước qua 3 khởi động từ K1, K2, K3. Trình tự điều khiển như sau: Các máy bơm hoạt động tuần tự nghĩa là K1 đóng trước tiếp đến là K2 rồi cuối cùng là K3 đóng. S1 S2 K1 S3 K2 S4 K3 K1 K2 K1 K2 K3 Hình 1 – 3. Sơ đồ điều khiển bằng Rơle Để thực hiện nhiệm vụ theo yêu cầu trên mạch điều khiển ta thiết kế như sau: Các nút ấn S1, S2, S3, S4 là các phần tử nhập tín hiệu. Các tiếp điểm K1, K2, K3 và các mối liên kết là các phần xử lý. Các khởi động từ K1, K2, K3 là kết quả xử lý. Nếu ta thay bằng thiết bị điều khiển PLC ta có thể mô tả như sau: Tín hiệu vào: S1, S2, S3, S4 vẫn giữ nguyên. Tín hiệu ra: K1, K2, K3 là các khởi động từ vẫn giữ nguyên. Phần tử xử lý: Được thay thế bằng PLC. S1 Nhập số liệu S2 S3 S4 Xử lý K1 K2 K3 K1 K2 Kết quả K1 K2 K3 Hình 1 – 4. Sơ đồ nối dây thực hiện thay thế bằng PLC 11
Nhập số liệu S1 S2 S3 S4 24V Xử lý PLC N Kết quả K1 K2 K3 Hình 1 – 5. Sơ đồ nối dây thực hiện bằng PLC Nếu bây giờ nhiệm vụ điều khiển thay đổi, ví dụ như các bơm 1, 2, 3 hoạt động theo nguyên tắc là chỉ một trong số các bơm được hoạt động độc lập. Như vậy, đối với mạch điều khiển dùng Rơle ta phải tiến hành lắp giáp lại toàn bộ mạch điều khiển, trong khi đó đối với mạch điều khiển dùng PLC thì chúng ta chỉ chỉnh sửa lại chương trình rồi nạp vào CPU thì ta sẽ có ngay một sơ đồ điều khiển theo yêu cầu nhiệm vụ mới mà không cần phải nối lại dây trên mạch điều khiển. Như vậy một cách tổng quát hoá hệ thống điều khiển nối cứng và hệ thống điều khiển lập trình như sau: a. Hệ thống điều khiển nối cứng Từ việc phân tích trên ta có thể tổng quát hoá hệ thống điều khiển nối cứng như sau: Các phần tử Bộ điều khiển Phần tử đầu vào chấp hành  Nút ấn  Rơle  Động cơ  Công tắc  Contactor  Van thuỷ lực  Công tắc hành  Rơle thời  Xi lanh. trình. gian  Bộ hiển thị.  Cảm biến  Bộ đếm quang điện.  Biến tần  Cảm biến   Hình 1 – 6. Tổng quát hệ thống điều khiển nối cứng 12
b. Hệ thống điều khiển lập trình Các phần tử Bộ điều Phần tử đầu vào khiển chấp hành  Nút ấn PLC  Động cơ  Công tắc  Van thuỷ lực  Công tắc hành trình.  Xi lanh.  Cảm biến  Bộ hiển quang điện. thị.    Hình 1 - 7. Tổng quát hoá hệ thống điều khiển lập trình Hình 1 - 8. Hệ thống lập trình PLC 13
3. CẤU TRÖC VÀ XỬ LÝ CHƢƠNG TRÌNH TRONG PLC 3.1. Cấu trúc của một PLC Hình 1 – 9. Sơ đồ cấu trúc của một bộ PLC - Khối xử lý trung tâm Là một vi xử lý điều khiển tất cả các hoạt động của PLC như: Thực hiện chương trình, xử lý vào/ra và truyền thông với các thiết bị bên ngoài. - Bộ nhớ Có nhiều các bộ nhớ khác nhau dùng để chứa chương trình hệ thống là một phần mềm điều khiển các hoạt động của hệ thống, sơ đồ LAD, trị số của Timer, Counter được chứa trong vùng nhớ ứng dụng, tùy theo yêu cầu của người dùng có thể chọn các bộ nhớ khác nhau: + Bộ nhớ ROM: Là loại bộ nhớ không thay đổi được, bộ nhớ này chỉ nạp được một lần nên ít được sử dụng phổ biến như các loại bộ nhớ khác. + Bộ nhớ RAM: Là loại bộ nhớ có thể thay đổi được và dùng để chứa các chương trình ứng dụng cũng như dữ liệu, dử liệu chứa trong Ram sẽ bị mất khi mất điện. Tuy nhiên, điều này có thể khắc phục bằng cách dùng Pin. + Bộ nhớ EPROM: Giống như ROM, nguồn nuôi cho EPROM không cần dùng Pin, tuy nhiên nội dung chứa trong nó có thể xoá bằng cách chiếu tia cực tím vào một cửa sổ nhỏ trên EPROM và sau đó nạp lại nội dung bằng máy nạp. + Bộ nhớ EEPROM: Kết hợp hai ưu điểm của RAM và EPROM, loại này có thể xóa và nạp bằng tín hiệu điện. Tuy nhiên số lần nạp cũng có giới hạn. 14
- Modul quản lý việc nối ghép Dùng để nối ghép bộ PLC với các thiết bị bên ngoài như máy tính, thiết bị lập trình, bảng vận hành và mạng truyền thông công nghiệp. - Bộ định thì (Timers) Kí hiệu là T, được dùng để định các sự kiện có quan tâm đến vấn đề thời gian, bộ định thì trên PLC được gọi là bộ định thì logic. Việc tổ chức định thì thực chất là một bộ đếm xung với chu ký có thể thay đổi được. Chu kỳ của xung tính bằng đơn vị ms gọi là độ phân giải. Tham số của bộ định thì là khoảng thời gian định thì, tham số này có thể là biến hoặc là hằng, nhập vào là số nguyên. - Bộ đếm (Counters) Bộ đếm gồm nhiều loại: Bộ đếm lên, Bộ đếm xuống, Bộ đếm lên - xuống, bộ đếm này có cờ chuyên dụng chọn chiều đếm, Bộ đếm pha phụ thuộc vào sự lệch pha giữa hai tín hiệu xung kích, Bộ đếm tốc độ cao (high speed counter), xung kích có tần số cao khoảng vài kZ đến vài chục kZ. - Khối vào/ ra Hoạt động xử lý tín hiệu bên trong PLC: 5VDC, 15VDC (điện áp cho họ TTL & CMOS). Trong khi đó tín hiệu điều khiển bên ngoài có thể lớn hơn, khoảng 24VDV đến 240VDC hay 110VAC đến 220VAC vói dòng lớn. Khối giao tiếp vào ra có vai trò giao tiếp giữa mạch vi điên tử của PLC với mạch công suất bên ngoài. Thực hiện chuyển mức điện áp tín hiệu và cách ly bằng mạch cách ly quang (Opto- isolator) trên các khối vào ra. Cho phép tín hiệu nhỏ đi qua và ghim các tín hiệu có mức cao xuống mức tín hiệu chuẩn. Tác dụng chống nhiễu tốt khi chuyển công tắc bảo vệ quá áp từ nguồn cung cấp điện lên đến điện áp 1500V. - Hệ thống bus Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song: + Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau. + Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu. + Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điều khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC . Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thông qua Data Bus. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song. Nếu một modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ 15
chuyển tất cả trạng thái đầu vào của nó vào Data Bus. Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data bus. Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC. Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế. Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O. Bên cạnh đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1.8 MHZ. Xung này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống. 3.2. Một số dạng dữ liệu - Bit: Là số nhị phân 0 hoặc 1 - Byte: Là tổ hợp 8 bit nhị phân. Trong thiết bị tự động các trạng thái tín hiệu: ví dụ: 8 ngõ vào, 8 ngỏ ra hoặc 8 biến nhớ (Memory) sẽ gộp thành 1 byte ngõ vào, 1 byte ngõ ra hoặc 1 byte nhớ. - Từ (Word): 2 byte tạo thành 1 từ, trong đó có: 1 byte có giá trị cao và 1 byte có giá trị thấp. Trong thiết bị tự động một tiến trình điều khiển có 1 từ, 2 byte hoặc 16 bit. . .Trong thiết bị tự động các trạng thái tín hiệu như: 16 ngõ vào, 16 ngỏ ra hoặc 16 biến nhớ (Memory) sẽ gộp thành 1 từ ngõ vào, 1 từ ngõ ra hoặc 1 từ nhớ. - Từ kép (double word): 1 từ kép bao gồm 2 từ (4 byte hoặc 32 bit) - Kích thƣớc bộ nhớ: Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 †1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo. Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K † 16K, có khả năng chứa từ 2000 †16000 dòng lệnh. Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM. - Các ngõ vào ra I / O: Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các modul ( các đầu vào của PLC), các cơ cấu chấp hành được nối với các modul ra ( các đầu ra của PLC). Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là 12/24V DC hoặc 100/240V AC. Mỗi đơn vị I / O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I / O được cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dễ dàng và đơn giản. Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực hiện việc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra. 16
3.3. Khai báo địa chỉ trong PLC S7 - 200 a. Địa chỉ các ngõ vào/ ra Địa chỉ ô nhớ trong S7 bao gồm hai phần: Phần chữ và phần số. Ví dụ: PIW 304 hoặc I0.0 Phần chữ Phần số Phần chữ Phần số b. Phần chữ chỉ vị trí và kích thước của ô nhớ - M: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 bit - MB: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 byte (8 bit). - MW: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 2 byte (16 bit). - MD: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 4 byte (32 bit). - I: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong miền bộ đệm ngõ vào số. - IB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đệm ngõ vào số. - IW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte (1 từ) trong miền bộ đệm ngõ vào số. - ID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte (2 từ) trong miền bộ đệm ngõ vào số. - Q: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong miền bộ đệm ngõ ra số. - QB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đệm ngõ ra số. - QW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong miền bộ đệm ngõ ra số. - QD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong miền bộ đệm ngõ ra số. - T: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ thời gian (Timer). - C: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ đếm (counter) - PIB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là địa chỉ cổng vào của các mô đun tương tự. - PIW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là địa chỉ cổng vào của các mô đun tương tự. - PID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là địa chỉ cổng vào của các mô đun tương tự. - PQB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự. - PQW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự. - PQD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự. - PQB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Output, thường là địa chỉ cổng ra của các mô đun tương tự. 17
- DBX: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DB (Open Data Block). - DBB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DB (Open Data Block). - DBW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DB (Open Data Block). - DBD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DB (Open Data Block). - DBx.DBX: Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DBx, với x là chỉ số của khối DB. Ví dụ: DB3.DBX1.5 - DBx.DBB: Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DBx, với x là chỉ số của khối DB. Ví dụ: DB4.DBB1. - DBx.DBW: Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 2 byte trong khối dữ liệu DBx, với x là chỉ số của khối DB. Ví dụ: DB5.DBW1. - DBx.DBD: Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 4 byte trong khối dữ liệu DBx, với x là chỉ số của khối DB. Ví dụ: DB5.DBD1. - DIX: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DI (Open instance data block). - DIB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DI (Open instance data block). - DIW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DI (Open instance data block). - DID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh OPN DI (Open instance data block). c. Phần số chỉ địa chỉ của byte hoặc bit trong miền nhớ đã xác định. Nếu ô nhớ đã được xác định thông qua phần chữ là có kích thước 1 bit thì phần số sẽ là địa chỉ của byte và số thứ tự của bit trong byte đó, được tách với nhau bằng dấu chấm. Ví dụ: I 0.0: Chỉ bit 0 của byte 0 trong miền nhớ bộ đệm ngõ vào số PII. Q 4.1: Chỉ bit 1 của byte 4 của miền nhớ bộ đệm ngõ ra số PIQ. M 10.5: Chỉ bit 5 của byte 10 trong miền các biến cờ M. Trong trường hợp ô nhớ đã được xác định là byte, từ hoặc từ kép thì phần số sẽ là địa chỉ của byte đầu tiên trong mảng byte của ô nhớ đó. Ví dụ: DIB 15: Chỉ ô nhớ có kích thước 1 byte (byte 15) trong khối DB đã được mở bằng lệnh OPN DI. DIW 18: Chỉ ô nhớ có kích thước 1 từ gồm 2 byte 18 và 19 trong khối DB đã được mở bằng lệnh OPN DB. 18
DB2.DBW15: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 byte 15 và 16 trong khối dữ liệu DB2. M105: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 từ gồm 4 byte 105, 106, 107, 108 trong miền nhớ các biến cờ M. 3.4. Cấu trúc bộ nhớ của S7-200 Bộ nhớ được chia làm 4 vùng cơ bản, hầu hết các vùng nhớ đều có khả năng đọc ghi chỉ trừ vùng nhớ đặc biệt SM (special memory) là vùng nhớ chỉ đọc. Hình 1 -10. Bộ nhớ trong và ngoài của PLC - Vùng nhớ chương trình là miền bộ nhớ được dùng để lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu non-valatie đọc/ghi được. - Vùng nhớ tham số: là miền lưu giữ các tham số như từ khoá, địa chỉ trạm... cũng giống như vùng chương trình, Vùng này thuộc kiểu non-valatie đọc/ghi được. - Vùng dữ liệu: Được sử dụng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm kết quả của các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền thông . . . - Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ra tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không thuộc kiểu non- valatile nhưng đọc/ghi được. 3.5. Xử lý chƣơng trình a. Vòng quét chương trình 19
Hình 1- 11. Vòng quét chƣơng trình PLC PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc các dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc MEND. Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào / ra thông thường lệnh không làm việc trực tiếp cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn (1) và (4) do CPU quản lý. Khi gặp lệnh vào / ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt để thực hiện lệnh này trực tiếp với cổng vào và ra. Nếu sử dụng các chế độ ngắt chương trình tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét b. Cấu trúc chương trình của S7-200 Có thể được lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng một trong các phần mềm Step 7 – MicroWin. 20