Xem mẫu
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
I. GIỚI THIỆU
Trong những năm gần đây các bộ điều khiển logic lập trình được (PLC Programmable
Logic Controller) được dùng rộng rãi trong công nghiệp để thiết kế các hệ thống điều khiển tự
động. PLC là một thiết bị điều khiển dùng vi xử lý được thiết kế chuẩn hóa có nhiều đầu vào/ra
(input/output) tương tự và số, các bộ đếm (counter), bộ định thì (timer) … và hoạt động theo
chương trình lập trước. Chương trình này có thể thay đổi rất dễ dàng nhờ bộ lập trình đi kèm
(program console) hay máy tính cá nhân PC. Các bộ PLC có kích thước gọn nhẹ, dễ dàng
thay thế các mạch điều khiển dùng contactor, rờle vốn phức tạp và không tin cậy. Có nhiều
loại PLC do nhiều hãng sản xuất như Siemens, Omron, Mitsubishi, Allen-Bresley,
Telemecanique… Tuy nhiên về nguyên tắc các loại PLC đều tương tự nhau.
Mục tiêu của các bài thực hành là cung cấp cho sinh viên khái niệm cơ bàn về PLC
SIEMENS, khả năng ứng dụng của chúng cũng như phương pháp lập trình ngôn ngữ
STEP7. Từ đó sinh viên có thể thiết kế các mạch điều khiển hay bộ điều khiển khác nhau dùng PLC
nhằm làm giảm giá thành, tăng độ tin cậy, đơn giản hóa thiết kế.
II. GIỚI THIỆU PLC S7-300
1. Các vùng nhớ và chức năng của chúng:
Tên Chức năng Đơn vị truy xuất Tầm địa chỉ
Đầu mỗi chu kỳ quét, bộ vận hành Input Bit I 0.0 – 65535.7
Process- đọc các đầu vào từ hệ thống và lưu Byte (8 bit) IB 0 – 65535
image các giá trị vào vùng nhớ này để xử lý Word (16 bit) IW 0 – 65534
Input trong chu kỳ đó. Trong suốt chu Double word ID 0 – 65532
kỳ quét, chương trình tính toán giá
trị ngõ ra và để vào vùng nhớ này.
Trong suốt chu kỳ quét, chương Output Bit Q 0.0 – 65535.7
Process- trình tính toán giá trị ngõ ra và để Byte (8 bit) QB 0 – 65535
image vào vùng nhớ này. Cuối mỗi chu Word (16 bit) QW 0 – 65534
Output kỳ, bộ vận hành đọc các giá trị đó Double word QD 0 – 65532
và gứi chúng đến ngõ ra của hệ
thống.
Cung cấp vùng lưu trữ các kết quả Memory Bit M 0.0 – 255.7
Bit tạm thời được tính trong chương Byte (8 bit) MB 0 – 255
memory trình . Word (16 bit) MW 0 – 254
Double word MD 0 – 252
Bộ môn Cơ Điện Tử 1
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
Tên Chức năng Đơn vị truy xuất Tầm địa chỉ
I/O: Cho phép chương trình truy xuất Peripheral IB PIB 0 – 65535
external trực tiếp các module input và Peripheral IW PIW 0 – 65534
input output Peripheral ID PID 0 – 65532
(nghĩa là các đầu vào/ra ngoại vi)
I/O Peripheral QB PQB 0 – 65535
external Peripheral QW PQW 0 – 65534
output Peripheral QD PQD 0 – 65532
Cung cấp vùng nhớ cho các đơn vị
time (time cell). Bộ đếm thời gian
Timer truy xuất các time cell để cập nhật Timer (T) T 0 – 255
chúng bằng cách giảm giá trị thời
gian. Các lệnh timer truy xuất
time cell ở vùng nhớ này.
Cung cấp vùng nhớ cho các bộ
Counter đếm counter. Các lệnh counter Counter (C) C 0 – 255
truy xuất giá trị đếm trong vùng
nhớ này.
2. Sử dụng Timer
Các lệnh định thì (timer):
Lưu ý cách đặt giá trị thời gian cho S7-300:
S5T#aH_bM_cS_dMS
S5T#2s = 2 giây
S5T#12m_18s_20ms = 12 phút, 18 giây và 20 mili giây.
S5T#1h_20m_3s = 1 giờ, 20 phút và 3 giây.
Tầm giá trị : từ S5T#10ms đến S5T#2h_46m_30s_0ms
a. Kiểu Pulse timer : (SP)
Nếu trạng thái ngõ vào I0.0 đổi từ 0 lên 1 thì timer T5 bắt đầu. Timer tiếp tục
chạy cho đến hết thời gian 2s với điều kiện I0.0 vẫn ở mức 1. Nếu I0.0 thay đổi từ 1
Bộ môn Cơ Điện Tử 2
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
xuống 0 trước khi hết thời gian 2s thì timer dừng.
Ngõ ra Q4.0 là 1 trong thời gian timer chạy
b. On-Delay timer: (SD)
Khi ngõ vào I0.0 thay đổi từ 0 lên 1, timer T5 bắt đầu. Nếu thời gian trôi hết và I0.0 vẫn
ở mức 1, ngõ ra Q4.0 lên 1.
Nếu trạng thái I0.0 đổi từ 1 xuống 0, timer sẽ dừng và ngõ ra Q4.0 bằng 0.
c. Off-Delay timer : (SF)
Khi ngõ vào I0.0 thay đổi từ 1 xuống 0, Timer T5 bắt đầu. Nếu I0.0 đổi từ 0 lên 1, Timer
bị Reset.
Trạng thái ngõ ra Q4.0 là 1 khi I0.0 là 1, hoặc khi Timer đang chạy
3. Sử dụng Counter
3.1 Nguyên lý hoạt động
- Bộ đếm làm nhiệm vụ đếm sườn xung của tín hiệu đầu vào. Số bộ đếm phụ thuộc vào
loại CPU. S7-300 có tối đa là 256 bộ đếm, ký hiệu là Cx, trong đó x là số nguyên từ 0
đến 255.
- Số sườn xung đếm được ghi vào thanh ghi 2 byte của bộ đếm gọi là C-Word. Nội
dung của C-Word là giá trị tức thời của bộ đếm được ký hiệu là CV.Ngoài ra bộ đếm
còn báo trạng thái thông qua C-bit. Khi CV = 0 thì C-bit = 0, khi CV ≠ 0 thì C-bit =1.
3.2 Sử dụng
PLC S7-300 có 3 loại bộ đếm.Bộ đếm lên, bộ đếm xuống và bộ đếm lên/xuống. Ở đây
ta chỉ xét 2 bộ đếm là bộ đếm lên, bộ đếm lên/xuống.
Bộ môn Cơ Điện Tử 3
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
a. Bộ đếm lên S-CU
STL LADDER FBD
- CU: ngõ vào tín hiệu đếm lên lên. (Chỉ đếm sườn )
kiểu BOOL
- S: Set giá trị đặt trước vào bộ đếm (CV=PV)
- PV: giá trị đặt (phải ghi theo dạng C# ??? (từ 000-
>999)
- R: Reset giá trị CV và C_bit về 0
CU: bộ đếm lên - Q: ngõ ra trạng thái của Couter.
- CV: ngõ ra giá trị tức thời của Counter (dạng Hex )
CV_BCD: ngõ ra giá trị tức thời của Counter (dạng
BCD)
- Lưu ý: Couter đếm lên đến 999 không đếm nữa
b. Bộ đếm xuống S-CD
STL LADDER FBD
- CD: ngõ vào tín hiệu đếm xuống. (Chỉ đếm sườn )
kiểu BOOL
- S: Set giá trị đặt trước vào bộ đếm (CV=PV)
- PV: giá trị đặt (phải ghi theo dạng C# ??? (từ 000-
>999)
CD: bộ đếm xuống - R: Reset giá trị CV và C_bit về 0
- Q: ngõ ra trạng thái của Couter.
- CV: ngõ ra giá trị tức thời của Counter (dạng Hex )
CV_BCD: ngõ ra giá trị tức thời của Counter (dạng
BCD)
- Lưu ý: Couter đếm lên đến 0 không đếm nữa
Bộ môn Cơ Điện Tử 4
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
c. Bộ đếm lên và đếm xuống S-CUD
STL LADDER FBD
- CU: ngõ vào tín hiệu đếm lên. ( Chỉ đếm sườn ) kiểu
BOOL
- CD: ngõ vào tín hiệu đếm xuống
- S: Set giá trị đặt vào bộ đếm CV.
- PV: giá trị đặt
- R: Reset giá trị CV và C_bit về 0
CU: bộ đếm lên - Q: ngõ ra trạng thái của Couter.
CD: bộ đếm xuống - CV: ngõ ra giá trị tức thời của Counter ( dạng Hex )
- CV_BCD: ngõ ra giá trị tức thời của Counter ( dạng
BCD )
- Lưu ý: Couter đếm xuống đến xuống đến 0 và đếm
lên đến 999 thì counter sẽ không đếm nữa. Vì thế với
S_CD thì phải Set giá trị ban đầu
4. Các lệnh so sánh
4.1 So sánh số nguyên: CMP xx I
Trong đó xx là kiểu so sánh, thuộc một trong các kiểu sau:
Kiểu só sánh Ký hiệu
IN1 bằng IN2 ==
IN1 khác IN2
IN1 lớn hơn IN2 >
IN1 nhỏ hơn IN2 <
IN1 lớn hơn hoặc bằng IN2 >=
IN1nhỏ hơn hoặc bằng IN2
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
IN1, IN2: thuộc kiểu nguyên (integer), có thể là ô nhớ I, Q, M, L, D hay hằng số.
CMP xxI: (xx là kiểu so sánh) có thể được sử dụng như một công tắc bình thường,
được đặt ở bất kỳ chỗ nào công tắc có thể được đặt. IN1 và IN2 được so sánh theo phép so sánh
được chọn. Nếu kết quả so sánh là đúng thì ngõ ra sẽ ở mức “1”.
Ví dụ :
Ngõ ra Q0.0 được Set khi thoả mãn đồng thời các điều kiện:
* Ngõ vào I0.0 và I0.1 ở trạng thái “1”.
* MW1 >= MW2
* Có trạng thái “1” ở I0.2
4.2 So sánh số double: CMP xxD
Tương tự so sánh số nguyên, CMP xxD so sánh hai số double integer (số nguyên 32 bit).
IN1, IN2 thuộc kiểu double integer, có thể là ô nhớ I, Q, M, L, D hay hằng số.
4.3 So sánh số thực: CMP xxR
Tương tự so sánh số nguyên, CMP xxR so sánh hai số thực (số nguyên 32 bit). IN1, IN2 thuộc
kiểu số thực (real), có thể là ô nhớ I, Q, M, L, D hay hằng số.
5. Hướng dẫn sử dụng phần mềm lập trình SIMATIC S7:
Sau khi khởi động chương trình SIMATIC Manager màn hình hiện lên theo hai trường
hợp như các hình sau đây:
Nếu trước đó không chọn tính năng Display Wizard on starting SIMATIC Manager:
Bộ môn Cơ Điện Tử 6
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
Giao diện chương trình SIMATIC Manager
Nếu trước đó có chọn tính năng Display Wizard on starting SIMATIC Manager, để
chọn tính năng này chúng ta vào menu File chon ‘New Project’ Wizard…
Giao diện chương trình SIMATIC Manager
Bộ môn Cơ Điện Tử 7
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
Nếu muốn tạo project một cách tự động thì click vào nút Finish sẽ có một project mới tự động
được thiết lập theo cấu hình mặc định CPU312.
Double click vào biểu tượng OB1 để bắt đầu lập trình.
Cách lập trình:
Để đơn giản, ta thử lập một chương trình tạo nút ấn tự giữ (set - reset)
Khi ấn nút tương ứng với ngõ vào I0.0 (start) thì ngõ ra Q0.0 chuyển sang ON và chỉ
chuyển sang OFF khi nào I0.1 (stop) được ấn.
Để lập giản đồ thang trên, ta thực hiện các bước sau:
Vào menu View, chọn ngôn ngữ sử dụng là LAD.
Click chuột vào thanh ngang bên dưới để bắt đầu vẽ giản đồ.
Chọn công tắc thường đóng bằng cách click vào biểu tượng tương ứng trên thanh
công cụ.
Tiếp tục chọn các biểu tượng công tắc thích hợp, ta hoàn tất nhánh đầu tiên của giản
đồ thang.
Bộ môn Cơ Điện Tử 8
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
-Để vẽ nhánh thứ hai, đặt con trỏ chuột vào điểm cần rẽ nhánh (trong trường hợp này là đầu
nhánh 1) rồi chọn biểu tượng Open Branch (└>), sau đó chọn 1 công tắc thường hở và click vào
biểu tượng Close Branch (
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
Quay về cửa sổ SIMATIC Manager. Trong menu Options, chọn Simulation Modules,
cửa sổ S7-PLCSIM sẽ hiện lên.
Trong cửa sổ LAD/STL/FBD, chọn menu PLC\ Download để download chương trình
xuống phần mô phỏng.
Chuyển qua cửa sổ S7-PLCSIM để chạy thử
Chọn Insert \ Input Variable và Insert \ Output Variable để mở các cửa sổ con hiển thị
trạng thái của các biến ngõ vào và ra.
Chọn ngõ vào ra cần hiển thị là IB0 và QB0, chế độ xem là Bits, như hình sau:
Click vào ô RUN để bắt đầu chạy.
Mô phỏng trạng thái ON của công tắc I0.0 tương ứng với việc đánh dấu chọn vào bit 0
của ô nhớ IB0. Khi đó theo chương trình, bit Q0.0 sẽ ON.
Khi cho bit I0.1 ON ta sẽ thấy bit ngõ ra Q0.0 chuyển sang OFF theo đúng như chương
trình đã thiết kế.
Ghi chú:
Nếu muốn xem trạng thái của các Timer, Counter hay Memory Bits ta vào menu
Insert và chọn các mục tương ứng.
Bộ môn Cơ Điện Tử 10
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
BÀI 1 MÁY DẬP 2 XYLANH
Yêu cầu:
Nhấn nút nhấn START máy dập thực hiện theo giản đồ trên.
Nhấn STOP máy dập dừng hoạt động.
Hướng dẫn:
Trình tự các bước lập trình PLC
1) Vẽ giản đồ hoạt động và mạch động lực (Điện Khí nén)
2) Khai báo cấu hình phần cứng PLC S7-300
3) Lập bảng SYMBOL
4) Lập trình (LAD/FBD/STL)
5) Mô phỏng (SIMULINK)
6) Download chương trình xuống CPU-PLC
7) Vận hành
Bộ môn Cơ Điện Tử 11
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
1. Giản đồ hoạt động
Mạch động lực khí nén:
2. Khai báo cấu hình phần cứng
Khởi động phần mềm SIMATIC S7-300
Mở Project mới: Vào File/New Đặt tên Project mới SAVE
Bộ môn Cơ Điện Tử 12
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
Chèn trạm 300: Vào Insert/Station/SIMATIC 300 station
Double click vào biểu tượng SIMATIC 300(1) xuất hiện biểu tượng Hardware
Double vào biểu tượng Hardware xuất hiện cửa sổ HW Config – SIMATIC 300(1)
Click chuột vào dấu “+” trước biểu tượng SIMATIC 300 xổ xuống RACK-300
Click chuột vào dấu “+” trước biểu tượng RACK-300 xổ xuống biểu tượng Rail
Click và giữ chuột trái vào biểu tượng Rail kéo biểu tượng này sang cửa sổ bên trái sau
đó thả chuột ra xuất hiện bảng thông số có 11 hàng, còn được gọi là 11 slot.
Click chuột vào dấu “+” trước biểu tượng CPU-300 xổ xuống danh sách các họ CPU
300
Click chuột vào dấu “+” trước biểu tượng CPU 313C-2DP xổ xuống số hiệu 6ES7
313-6CE01-0AB0
Click và giữ chuột trái vào biểu tượng 6ES7 313-6CE01-0AB0 kéo biểu tượng này sang
cửa sổ bên trái và đặt vào slot số 2, sau đó thả chuột ra xuất hiện cửa sổ Properties-
PROFIBUS interface DP
Trong bảng Parameters chọn OK
Trở lại cửa sổ HW Config – SIMATIC 300(1) click vào biểu tượng Save and Compile
để SAVE lại cấu hình vừa thiết lập.
Sau khi thiết lập cấu hình phần cứng ta có cửa sổ như sau:
3. Lập bảng Symbol
Để lập bảng Symbol click vào thư mục S7 Program(1) sẽ xuất hiện một thư mục
Symbols ở cửa xổ bên trái. Double click vào thư mục Symbols sẽ xuất hiện cửa xổ
Symbol Editor, chúng ta bắt đầu khai báo các biến điều khiển.
Sau khi khai báo xong chúng ta có bảng dưới đây:
Data
Symbol Address Type Comment
1 start I 1.6 BOOL nut nhan khoi dong
2 stop I 1.7 BOOL nut nhan dung
3 a0 I 1.1 BOOL Cam bien a0
4 a1 I 1.2 BOOL Cam bien a1
5 b0 I 1.3 BOOL Cam bien b0
6 b1 I 1.4 BOOL Cam bien b1
7 step 1 M 50.1 BOOL Buoc 1
Bộ môn Cơ Điện Tử 13
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
8 step 2 M 50.2 BOOL Buoc 2
9 step 3 M 50.3 BOOL Buoc 3
10 step 4 M 50.4 BOOL Buoc 4
11 cycle_end M 50.7 BOOL Co bao ket thuc chu ky
Xylanh A day san pham ra khi thuc hien xong
12 A+ Q 1.1 BOOL QT dap
13 A- Q 1.2 BOOL Xylanh A keo phoi thuc hien QT kep
14 B+ Q 1.3 BOOL Dau dap di xuong thuc hien QT dap
15 B- Q 1.4 BOOL Dau dap di len
4. Lập trình (LAD/STL/FBD)
Để lập trình cho các khối chức năng chúng ta vào đường dẫn sau: CPU 313C-
2DP/S7 Program (1)/Blocks.
Sau đó click vào Blocks sẽ xuất hiện khối chức năng OB1
Muốn mở thêm các khối chức năng khác chúng ta theo đường dẫn sau: Insert/S7
Blocks/ Function
Muốn lập trình cho khối nào thì Double Click vào khối đó.
Sau đây là chương trình cho khối OB1:
Bộ môn Cơ Điện Tử 14
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
Bộ môn Cơ Điện Tử 15
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
5. Mô phỏng dùng PLCSIM
Từ thanh Menu lệnh, vào Options/Simulate Modules xuất hiện cửa sổ S7-
PLCSIM
Bộ môn Cơ Điện Tử 16
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
Vào File/SAVE PLC để lưu lại cấu hình vừa thiết lập
Click vào biểu tượng Download trên thanh menu lệnh để Download chương trình vào Vùng
bộ nhớ Data trên PLC ảo của PLCSIM
Bộ môn Cơ Điện Tử 17
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
Chọn “Yes”
Sau khi Download thành công chúng ta mở cửa sổ S7-PLCSIM bắt đầu quá trình mô phỏng
chương trình
6. Download chương trình xuống CPU-PLC
Sau khi mô phỏng chương trình và kiểm tra chương trình hoạt động đúng với yêu cầu
chúng ta thực hiện bước tiếp theo là Download chương trình vào vùng bộ nhớ làm việc trên
CPU của PLC S7 đã kết nối dây cáp PC Adapter RS232 truyền tín hiệu từ Computer đến PLC
S7-300.
Bộ môn Cơ Điện Tử 18
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
Set up cho PC Adapter trước khi thực hiện Download chương trình: vào Options chọn Set
PG/PC Interface…
Double vào dòng chữ PC Adapter(MPI) trên cửa sổ Set PG/PC Interface xuất hiện cửa sổ
Properties-PC Adapter(MPI)
Download trực tiếp dùng cổng truyền thông MPI, chọn tốc độ truyền (Transmission rate)
19.2 Kbps
Bộ môn Cơ Điện Tử 19
- HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC
Chọn loại cổng truyền thông USB
7. Vận hành hệ thống
Bộ môn Cơ Điện Tử 20
nguon tai.lieu . vn
