®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
Tr−êng dhnni – hµ néi ®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn
64
*Bé sö lý trung t©m (CPU) : §−îc x©y dùng tõ c¸c vi sö lý (8 bit, 12
bit hoÆc 32 bit) cã c¸c bé nhí ch−¬ng tr×nh RAM, ROM. Th«ng th−êng nã cã
2 cæng giao diÖn víi thiÕt bÞ ngo¹i vi lµ m¸y tÝnh (PC) vµ bé lËp tr×nh.
Bé xö lý trung t©m ghÐp nèi vµo - ra qua 3 BUS : BUS d÷ liÖu, BUS ®iÒu
khiÓn vµ BUS ®Þa chØ.
Chøc n¨ng cña bé vi sö lý trung t©m trong PLC lµ : ®iÒu khiÓn vµ kiÓm so¸t
c¸c ch−¬ng tr×nh ®−îc l−u d÷ trong bé nhí mét c¸ch tuÇn tù. Nã liªn kÕt c¸c
tÝn hiÖu l¹i víi nhau theo quy ®Þnh vµ tõ ®ã ®−a ra c¸c lÖnh cho ®Çu ra. Sù thao
t¸c tuÇn tù cña ch−¬ng tr×nh dÉn ®Õn 1 thêi gian trÔ, khi ®ã bé ®Õm cña
ch−¬ng tr×nh quÐt qua 1 ch−¬ng tr×nh ®Çy ®ñ råi sau ®ã l¹i lÆp l¹i. Thêi gian
cña chu k× nµy ®−îc gäi lµ "thêi gian quÐt" vµ phô thuéc vµo dung l−îng cña
bé nhí.
*Bé nhí ch−¬ng tr×nh : th−êng lµ c¸c bé phËn l−u tr÷ ®iÖn tö nh− :
RAM, PROM, hoÆc EPROM. Ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn khi t¶i xuèng tõ thiÕt
bÞ lËp tr×nh, chóng sÏ ®−îc gi÷ l¹i trong c¸c bé nhí nµy.
§Ó duy tr× ch−¬ng tr×nh trong tr−êng hîp mÊt ®iÖn nguån ®ét ngét, ta
ph¶i cung c¸p 1 nguån dù phßng cho c¸c bé nhí nµy.
Trong thiÕt kÕ ng−êi ta th−êng chia bé nhí thµnh tõng modul ®Ó cho
phÐp ®iÒu khiÓn c¸c ch−¬ng tr×nh cã kÝch th−êng kh¸c nhau. Khi cÇn më réng
bé nhí chØ cÇn c¾m thªm c¸c thÎ nhí ®iÖn tö vµo c¸c panel cña PLC.
*modul ®Çu vµo : chøa c¸c bé läc vµ bé thÝch øng n¨ng l−îng. Nã cã
chøc n¨ng chuÈn bÞ c¸c tÝn hiÖu cña phÇn tö ®Çu vµo d−íi d¹ng tÝn hiÖu t−¬ng
tù hoÆc sè, sau ®ã chuyÓn vµ CPU ®Ó xö lý.
§Ó thuËn tiÖn trong viÖc ®iÒu khiÓn, c¸c modul ®Çu vµo ®−îc thiÕt kÕ ®Ó
cã thÓ nhËn nhiÒu ®Çu vµo vµ mçi ®Çu vµo th−êng ®−îc trang bÞ 1 ®ièt ph¸t
quang ®Ó kiÓm tra h− háng.
*modul ®Çu ra : ®−îc cÊu t¹o nh− modul ®Çu vµo. Nã cã chøc n¨ng
truyÒn c¸c th«ng tin ®Õn c¸c phÇn tö kÝch ho¹t cho c¸c thiÕt bÞ lµm viÖc. V×
®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
Tr−êng dhnni – hµ néi ®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn
65
vËy modul ®Çu ra ®−îc thiÕt kÕ ®Ó thÝch hîp víi nhiÒu m¹ch phèi ghÐp kh¸c
nhau.
ViÖc kiÓm tra, quan s¸t trùc quan ®−îc thÓ hiÖn qua c¸c ®iot ph¸t quang
ë mçi ®Çu ra.
*Bé nguån cung cÊp : th«ng th−êng nguån cung cÊp cho PLC ®−îc cÊp
tõ nguån 220V ~ hoÆc 110V~ (tÇn sè 50 ÷ 60 Hz) hoÆc 24V 1 chiÒu. Bé
nguån sÏ cho ra c¸c ngån æn ®Þnh cao, cÊp cho CPU, hoÆc cho modul ®Çu vµo
vµ modul ®Çu ra.
3.1.2.9. CÊu tróc c¬ b¶n cña PLC S7 - 200 víi khèi xö lý CPU224.
* KÕt nèi víi m¸y tÝnh:
§Ó cã thÓ lËp tr×nh ®iÒu khiÓn hÖ thèng vµ n¹p S7-200 cÇn ph¶i kÕt nèi
nã víi m¸y tÝnh theo s¬ ®å nh− sau
Modul më rén
g
RS-232
RS-485
I0.0
÷
I0.7
Q0.0
÷
Q2.7
Module m
ë
réng
H
×nh13: S¬ ®å kÕt nèi tæng thÓ
®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
Tr−êng dhnni – hµ néi ®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn
66
* CÊu h×nh cøng CPU 224:
S7-200 lµ thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn logic kh¶ lËp tr×nh cña h·ng Siemens
(CHLB §øc), cã cÊu tróc theo kiÓu modul vµ cã c¸c modul më réng. C¸c
modul nµy sö dông cho nhiÒu môc ®Ých sö dông kh¸c nhau. HiÖn nay ®· xuÊt
hiÖn trªn thÞ tr−êng víi rÊt nhiÒu lo¹i S7-200 víi tÝnh n¨ng ngµy cµng ®−îc c¶i
tiÕn: tõ CPU 212, CPU 214… ®Õn CPU 224, CPU 226...
ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn chóng t«i sö dông trong ®Ò tµi lµ CPU 224, v× vËy
chóng t«i chØ tr×nh bµy cÊu tróc cña CPU 224.
CPU 224 cã ®Çy ®ñ tÝnh n¨ng cña c¸c CPU phiªn b¶n tr−íc cïng víi
nh÷ng c¶i tiÕn ®¸ng kÓ vÒ kü thuËt.
* §Æc ®iÓm kü thuËt cña CPU 224:
- Bé nhí ch−¬ng tr×nh : 8KB
- Bé nhí d÷ liÖu: 5 KB
- Ng«n ng÷ ch−¬ng tr×nh : LAD, FBD, STL
- B¶o vÖ ch−¬ng tr×nh : 3 møc password b¶o vÖ
- 256 bé ®Õm: 6 bé ®Õm tèc ®é cao(30 kHz), bé ®Õm A/B(tèi ®a 20
kHz), cã thÓ sö dông ®Õm tiÕn, ®Õm lïi hoÆc c¶ ®Õm tiÕn vµ lïi.
H
×nh14: M« h×nh phÇn cøng CPU224
§Ìn b¸o
Cæng
truyÒn th«ng
§Çu ra
§Çu vµo
Nèi Modul
më réng
Nguån vµo
Hép
c«ng t¾c
®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
Tr−êng dhnni – hµ néi ®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn
67
- 128 bé Timer chia lµm 3 lo¹i cã ®é ph©n gi¶i kh¸c nhau: 4 bé Timer
1ms, 16 bé Timer 10 ms, 236 Timer 100 ms.
- Sè ®Çu vµo ra: cã 14 ®Çu vµo sè, 10 ®Çu ra sè
- Cã tèi ®a 94 ®Çu vµo sè, 74 ®Çu ra sè, 28 ®Çu vµo t−¬ng tù, 7 ®Çu ra
t−¬ng tù víi 7 modul më réng t−¬ng tù vµ sè.
- 2 bé ®iÒu chØnh t−¬ng tù
- 2 ®Çu ph¸t xung tèc ®é cao, tÇn sè 20 kHz cho d·y xung kiÓu PTO
hoÆc PWM. ViÖc kÕt hîp ®Çu ra sè tèc ®é cao vµ bé ®Õm tèc ®é cao cã thÓ sö
dông cho c¸c øng dông cÇn ®iÒu khiÓn cã ph¶n håi tèc ®é.
- Tèc ®é xö lý logic 0.37 μs
- C¸c chÕ ®é ng¾t vµ xö lý ng¾t: ng¾t truyÒn th«ng, ng¾t theo s−ên lªn
hoÆc s−ên xuèng cña xung, ng¾t cña bé ®Õm tèc ®é cao, vµ ng¾t truyÒn xung.
* M« t¶ c¸c ®Ìn b¸o trªn CPU :
- SP(®Ìn ®á ): §Ìn ®á b¸o hiÖu hÖ thèng bÞ háng.
- RUN(®Ìn xanh): §Ìn xanh chØ ®Þnh PLC lµm viÖc vµ ch−¬ng tr×nh
®−îc n¹p vµo m¸y.
- STOP:(®Ìn vµng): §Ìn vµng STOP chØ ®Þnh PLC ®ang ë chÕ ®é dõng,
dõng ch−¬ng tr×nh ®ang thùc hiÖn l¹i.
- Ix.x(®Ìn xanh): ®Ìn xanh ë cæng vµo chØ tr¹ng th¸i tøc thêi cña cæng
vµo Ix.x. §Ìn nµy b¸o tÝn hiÖu tr¹ng th¸i cña tÝn hiÖu theo gi¸ trÞ logic cña
cæng.
- Qx.x(®Ìn xanh):§Ìn nµy b¸o hiÖu tr¹ng th¸i tøc thêi cña cæng ra
Qx.x,tr¹ng th¸i tÝn hiÖu ®Çu ra theo gi¸ trÞ logic cña cæng.
* Cæng truyÒn th«ng:
S7 200 sö dông cæng RS485 víi phÝch nèi 9 ch©n ®Ó phôc vô cho viÖc
ghÐp nèi víi thiÕt bÞ lËp tr×nh hoÆc víi tr¹m PLC kh¸c.Tèc ®é truyÒn cho m¸y
lËp tr×nh (kiÓu PPI) lµ 9600 baud. Tèc ®é cung cÊp cña PLC theo kiÓu tù do lµ
®å ¸n tèt nghiÖp sv. L−¬ng v¨n kiªn
Tr−êng dhnni – hµ néi ®iÖn 45a – khoa c¬ ®iÖn
68
tõ 300 ®Õn 38400 baud.
S7 200 khi ghÐp nèi víi m¸y lËp tr×nh PG702 hoÆc c¸c m¸y lËp tr×nh
thuéc hä PG7xx cã thÓ sö dông c¸p nèi th¼ng qua MPI .C¸p ®ã kÌm theo m¸y
lËp tr×nh.
GhÐp nèi m¸y tÝnh PC qua cæng RS 232 cÇn cã c¸p nèi PC/PPI víi bé
chuyÓn ®æi RS232 /RS 485.
* C«ng t¾c chän chÕ ®é lµm viÖc cho CPU 224
C«ng t¾c chän chÕ ®é lµm viÖc cã ba vÞ trÝ cho phÐp lùa chän c¸c chÕ ®é
lµm viÖc kh¸c nhau cho CPU 224
- RUN cho phÐp PLC thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh.PLC S7 200 sÏ rêi khái chÕ
®é RUN vµ chuyÓn sang chÕ ®é STOP nÕu trong m¸y cã sù cè hoÆc trong
ch−¬ng tr×nh gÆp lÖnh STOP ,thËm chÝ ngay c¶ khi c«ng t¾c ë chÕ ®é RUN .
Nªn quan tr¹ng th¸i thùc t¹i cña PLC theo ®Ìn b¸o.
- STOP c−ìng bøc PLC dõng c«ng viÖc thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh ®ang ch¹y
vµ chuyÓn sang chÕ ®é STOP. ë chÕ ®é STOP PLC cho phÐp hiÖu chØnh l¹i
ch−¬ng tr×nh hoÆc n¹p l¹i ch−¬ng tr×nh míi.
- TERM cho phÐp m¸y lËp tr×nh quyÕt ®Þnh mét trong chÕ ®é lµm viÖc
hoÆc ë RUN hoÆc ë STOP.
* CÊu tróc bé nhí cña CPU 224
Bé nhí cña PLC S7 200 ®−îc chia lµm 4 vïng víi mét tô cã nhiÖm vô
duy tr× d÷ liÖu trong kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh khi mÊt nguån.Bé nhí cña S7
200 cã tÝnh n¨ng ®éng cao ,®äc vµ ghi trong toµn vïng, lo¹i trõ c¸c bit nhí ®Æc
biÖt chØ cã thÓ truy cËp ®Ó ®äc.
- Vïng ch−¬ng tr×nh: Lµ miÒn bé nhí ®−îc sö dông ®Ó l−u tr÷ c¸c lÖnh
ch−¬ng tr×nh. Vïng nµy thuéc kiÓu non- volatile ®äc ghi ®−îc.
- Vïng tham sè: Lµ miÒn l−u gi÷ c¸c tham sè nh− : tõ khãa, ®Þa chØ
tr¹m....Còng gièng nh− vïng ch−¬ng tr×nh ,vïng tham sè ®äc /ghi ®−îc.