Xem mẫu
- B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46
3.2.2 ThiÕt bÞ ®iÒu khiÓn PLC S7 – 200 CPU 224
1. CÊu tróc phÇn cøng
S7 - 200 lµ thÕ hÖ PLC cì nhá do h·ng Siemens (CHLB §øc) s¶n xuÊt ra, nã
cã cÊu tróc kiÓu module vµ c¸c module më réng. C¸c module nµy sö dông cho
nhiÒu øng dông lËp tr×nh kh¸c nhau, phï hîp víi c¸c øng dông tù ®éng ho¸ mµ ®ßi
hái chi phÝ thÊp. ThÕ hÖ Simatic S7 - 200 ngµy nay rÊt linh ho¹t vµ hiÖu qu¶ sö dông
cao.
CPU S7 - 200 sö dông nguån nu«i 24V DC hay 100 - 230V AC (dßng ®iÖn
tiªu thô lín nhÊt lµ tõ 110 - 700mA) tuú thuéc cÊu t¹o tõng lo¹i CPU riªng biÖt,
t−¬ng øng víi c¸c nguån nu«i ®ã th× ®Çu ra cña nã cã thÓ lµ 24V DC hay ®Çu ra r¬le
§Çu vµo cña PLC lµ ®iÖn ¸p 24VDC víi dßng tõ 80mA tíi 900mA. Sè ®Çu
vµo ra tuú thuéc tõng lo¹i CPU nã xª dÞch tõ 6/4 tíi 24/16 ®Çu vµo/ra. Kh¶ n¨ng
ghÐp nèi module më réng phô thuéc tõng lo¹i CPU, nhiÒu nhÊt lµ 7 module. Cho
phÐp l−u ch−¬ng tr×nh trong mét thêi gian nhÊt ®Þnh tõ 50 giê tíi 190 giê, cßn khi
cã pin cã thÓ l−u ch−¬ng tr×nh tíi 200 ngµy.
CPU cña Simatic S7 - 200 cã hai thÕ hÖ, thÕ hÖ ban ®Çu khi míi xuÊt hiÖn
SIEMENS cã dßng CPU 21x gåm cã bèn lo¹i CPU víi tÝnh n¨ng riªng biÖt. Sau nµy
SIEMENS ®−a ra thÕ hÖ CPU míi 22x còng cã bèn lo¹i gÇn t−¬ng tù víi thÕ hÖ ®Çu
nh−ng cã bæ sung mét sè tÝnh n¨ng míi. V× vËy ®Ó ®¸p øng môc ®Ých cña viÖc ®iÒu
khiÓn, ë ®©y chóng t«i chän lo¹i CPU 224.
Nèi Module
§Çu ra Nguån vµo më réng
§Ìn b¸o
Hép
c«ng t¾c
Cæng
truyÒn th«ng
§Çu vµo
H×nh3.12: M« h×nh phÇn cøng CPU224
61
Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn
- B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46
H×nh3.13: S¬ ®å nèi I/O ®èi víi CPU 224 AC/DC/Relay
* §Æc ®iÓm kü thuËt cña CPU 224:
- KÝch th−íc cña CPU (WxHxD) lµ: 120,5mm x 80mm x 62mm.
- Khèi l−îng cña CPU lµ: 410gam
- C«ng suÊt tiªu thô cña CPU lµ: 10W
- 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.
- 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 (digital input), 10 ®Çu ra sè (digital output)
- 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 module më réng t−¬ng tù vµ sè.
- 2 bé ®iÒu chØnh t−¬ng tù
62
Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn
- B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46
- 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
-Tèc ®é xö lý bé Timer/Counter lµ 50 – 64 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): tr¹ng th¸i tÝn hiÖu ®Çu ra theo gi¸ trÞ logic cña cæng.
63
Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn
- B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46
64
Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn
- B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46
* 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 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.
Ñaát
1
24 VDC
2
Truyeàn vaø nhaän döõ lieäu
3
····· 3 2 1
5 4
Khoâng söû duïng
4
Ñaát
5
···· 87
9 6
5 VDC (ñieän trôû trong 100Ω)
6
24 VDC (120 mA toái ña)
7
Truyeàn vaø nhaän döõ lieäu
8
Khoâng söû duïng
9
H×nh 3.14: S¬ ®å ch©n cña cæng truyÒn th«ng
* 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 s¸t
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.
65
Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn
- B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46
2. CÊu tróc bé nhí cña CPU 224
2.1. Ph©n chia bé nhí
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.
MiÒn nhí ngoµi
EEPROM
Chöông trình Chöông trình Chöông trình
Tham soá Tham soá
Tô Tham soá
Döõ lieäu
Döõ lieäu Döõ lieäu
Vuøng döõ lieäu
H×nh 3.15: Bé nhí trong vµ ngoµi cña S7-200
- 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.
- V ïng d÷ liÖu : §− îc sö dông ®Ó cÊt c¸c d÷ liÖu cña ch− ¬ng tr×nh
bao gåm c¸c kÕt qu¶ c¸c phÐp tÝnh, h»ng sè ®− îc ®Þnh nghÜa trong
ch −¬ng tr×nh, bé ®Öm truyÒn th«ng.
- Vïng ®èi t− îng: Bao gåm Timer, bé ®Õm tèc ®é cao vµ c¸c ®Çu ra
t −¬ng tù. Vïng nµy kh«ng thuéc kiÓu non- volatile nh− ng ®äc/ghi ®− îc.
2.2. Vïng d÷ liÖu
Vïng d÷ liÖu lµ miÒn nhí ®éng. Nã cã thÓ truy cËp theo tõng bit, tõng byte, tõ ®¬n
(word) hoÆc tõ kÐp vµ ®−îc sö dông lµm miÒn l−u d÷ liÖu cho c¸c thuËt to¸n, c¸c hµm
truyÒn thèng, lËp b¶ng, c¸c hµm dÞch chuyÓn, xoay vßng thanh ghi, con trá ®Þa chØ...
66
Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn
- B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46
Ghi c¸c d÷ liÖu kiÓu b¶ng bÞ h¹n chÕ rÊt nhiÒu v× c¸c kiÓu d÷ liÖu b¶ng
th−êng chØ ®−îc sö dông theo nh÷ng môc ®Ých nhÊt ®Þnh.
Vïng d÷ liÖu l¹i ®−îc chia thµnh nhiÒu miÒn nhí nhá víi c¸c c«ng dông
kh¸c nhau. C¸c vïng ®ã gåm:
V - Variable memory (MiÒn nhí).
I - Input image register (Bé ®Öm cæng vµo).
O - Output image register (Bé ®Öm cæng ra).
M - Internal memory bits (Vïng nhí néi).
SM - Special memory bits (Vïng nhí ®Æc biÖt).
3. Thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh
PLC thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh theo chu tr×nh lÆp. Mçi vßng t¹o ®−îc gäi
lµ vßng quÐt (scan). Mçi vßng quÐt ®−îc b¾t ®Çu b»ng giai ®o¹n ®äc d÷ liÖu tõ
c¸c cæng vµo bé nhí ®Öm ¶o, tiÕp tôc lµ giai ®o¹n thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh.
Trong tõng vßng quÐt, ch−¬ng tr×nh ®−îc thùc hiÖn b»ng lÖnh ®Çu tiªn vµ kÕt
thóc t¹i lÖnh kÕt thóc (MEND). Sau giai ®o¹n thùc hiÖn ch−¬ng tr×nh lµ giai
®o¹n truyÒn th«ng néi bé vµ kiÓm lçi. Vßng quÐt ®−îc kÕt thóc b»ng chuyÓn
c¸c néi dung cña bé ®ªm ¶o tíi c¸c cæng ra.
4. TruyÒn d÷ liÖu 1. NhËp d÷ liÖu
tõ bé ®Öm ¶o ra tõ ngo¹i vi vµo
ngo¹i vi bé ®Öm ¶o
2. Thùc hiÖn
3. TruyÒn th«ng
ch−¬ng tr×nh
vµ tù kiÓm tra lçi
H×nh 3.16: Vßng quÐt (scan) trong S7-200
Nh− vËy, t¹i thêi ®iÓm thùc hiÖn lÖnh vµo/ra, th«ng th−êng lÖnh kh«ng
lµm viÖc trùc tiÕp víi cæng vµo ra mµ chØ th«ng qua bé ®Öm ¶o cña cæng trong
67
Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn
- B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46
vïng nhí tham sè. ViÖc truyÒn th«ng gi÷a bé ®Öm ¶o víi ngo¹i vi trong c¸c
giai ®o¹n 1 vµ 4 do CPU qu¶n lý. Khi gÆp lÖnh vµo/ra ngay lËp tøc th× hÖ
thèng sÏ cho dõng mäi c«ng viÖc kh¸c, ngay c¶ ch−¬ng tr×nh xö lý ng¾t, ®Ó
thùc hiÖn lÖnh nµy mét c¸ch trùc tiÕp víi cæng vµo/ra.
NÕu sö dông c¸c chÕ ®é ng¾t, ch−¬ng tr×nh con t−¬ng øng víi tõng tÝn
hiÖu ng¾t ®−îc so¹n th¶o vµ cµi ®Æt nh− mét bé phËn cña ch−¬ng tr×nh.
Ch−¬ng tr×nh xö lý ng¾t chØ ®−îc thùc hiÖn trong vßng quÐt khi xuÊt hiÖn tÝn
hiÖu b¸o ng¾t vµ cã thÓ x¶y ra ë b¾t cø ®iÓm nµo trong vßng quÐt.
3.2.3. Mét sè Modul më réng EM 231, EM 232. EM 235
§Ó t¨ng kh¶ n¨ng cña bé ®iÒu khiÓn trong c¸c øng dông thùc tÕ mµ ë ®ã
phÇn lín c¸c ®èi t−îng ®iÒu khiÓn cã sè l−îng ®Çu vµo/ra còng nh− chñng lo¹i
tÝn hiÖu vµo/ra kh¸c nhau mµ c¸c bé PLC ®−îc thiÕt kÕ kh«ng bÞ cøng ho¸ vÒ
cÊu h×nh, v× vËy chóng bÞ chia nhá thµnh c¸c module. PLC S7 - 200 cã nhiÒu
lo¹i module më réng kh¸c nhau. C¸c module më réng vµo/ra sè hoÆc c¸c cæng
vµo ra t−¬ng tù, c¸c tÝn hiÖu ®Çu ra cã thÓ lµ ®iÖn ¸p 24VDC hoÆc r¬le
H×nh 3.17: Modul më réng EM 231(AI4 x 12bit)
68
Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn
- B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46
H×nh 3.18: S¬ ®å nguyªn lý c¸c ®Çu vµo cña EM 231
Nguån ®¬n cùc §é lín §é
tÝn hiÖu vµo ph©n gi¶i
SW1 SW2 SW3
0 ÷10V
OFF ON 2,5mV
ON
0 ÷ 5V 1,25mV
ON OFF
0÷ 20mA 5µA
B¶ng 3.3: §Þnh cÊu h×nh cho Module EM 231
* §Þnh cÊu h×nh cho EM231: §Ó ®Þnh cÊu h×nh cho module EM231 RTD sö
dông c«ng t¾c DIP, c¸c c«ng t¾c (SW1...SW3) dïng ®Ó x¸c ®Þnh ®é lín tÝn hiÖu ®Çu
vµo Analog. Nªn n¹p ®iÖn theo chu kú cho PLC hoÆc sö dông nguån nu«i 24V.
69
Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn
- B¸o c¸o tèt nghiÖp t« kim hïng – tù ®éng 46
H×nh 3.19: Modul më réng EM 235(AI4/AQ1 x 12bit)
H×nh 3.20: S¬ ®å nguyªn lý ®Çu vµo cña EM 235
70
Tr−êng ®hnni – hµ néi khoa c¬ ®iÖn
nguon tai.lieu . vn
