Giáo trình Kỹ thuật PLC ( Programable Logic Controller)
Bộ điều khiển logic khả trình hình thành từ nhóm các Kỹ sư hãng General Motors năm 1968 với ý tưởng ban đầu là thiết kế một bộ điều khiển thỏa mãn các yêu cầu sau: Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu. Dễ dàng sửa chữa thay thế. Ổn định trong môi trường công nghiệp.Giá cả cạnh tranh.
PLC -Programmable Logic Controller
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VIỆT ĐỨC
- TỔ MÔN ĐIỆN TỬ -
KỸ THUẬT PLC
(Programmable Logic Controller)
o
Tài liệu lưu hành nội bộ
1
PLC -Programmable Logic Controller
Chương 1 -TỔNG QUAN VỀ PLC
I. Các kiến thức cơ bản về PLC (Programmable Logic Control)-Bộ điều khiển logic khả
trình)
Hình thành từ nhóm các kỹ sư hãng General Motors năm 1968 với ý tưởng ban đầu là
thiết kế một bộ điều khiển thỏa mãn các yêu cầu sau:
Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
Dễ dàng sửa chữa thay thế.
Ổn định trong môi trường công nghiệp.
Giá cả cạnh tranh.
Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC: Programmable Logic Control) là loại thiết
bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập
trình, thay cho việc thể hiện thuật toán đó bằng mạch số.
I0.0 I0.1 Q0.0
Với mạch số:
I0.0
Q0.0
I0.1
Các bộ điều khiển có thể lập trình được – hiện nay được sử dụng rất rộng rãi trong
các hệ thống điều khiển tự động cũng như trong các ứng dụng thương mại và công
nghiệp. Các PLC đầu tiên được thiết kế vào giữa những năm 70 để thay thế cho các hệ
thống điều khiển bằng relay. Ban đầu chúng chỉ bao gồm một bộ xử lý một bit với bộ
nhớ chương trình, một thanh ghi tích lũy và một số ngõ vào ngõ ra, về chức năng chúng
chỉ có thể thực hiện được các thao tác logic đơn giản và chỉ xử lý được với các ngõ vào ra
số. Ngày nay PLC đã phát triển mạnh và có thể thao tác với tín hiệu tương tự cũng như
thực hiện các phép toán phức tạp như điều khiển PID, điều khiển mờ... Chúng được dùng
hầu như trong tất cả các giai đoạn của quá trình sản xuất và điều khiển quá trình.
Không giống như các hệ thống đấu dây phần cứng truyền thống, PLC có khả năng
lập trình lại, có thể giám sát on-line, và có khả năng phát hiện lỗi trong bản thân PLC và
các thiết bị được kết nối với chúng.
Quá trình thực thi của PLC bao gồm 3 giai đoạn: giám sát các ngõ vào, tính toán trên
cơ sở chương trình của nó và điều khiển các ngõ ra để tự động hóa các quá trình hay công
cụ.
2
PLC -Programmable Logic Controller
PLC hiện diện trong rất nhiều các ứng dụng cụ thể. Chúng là các thiết bị làm việc
rất lâu bền, có thể làm việc trong điều kiện môi trường sản xuất bao gồm độ ẩm, nhiễu,
các thay đổi nhiệt độ và các chấn động.
Tất cả các hệ thống PLC đều gồm có các thành phần cơ bản cần thiết để thao tác
với các dữ liệu vào, xử lý dữ liệu và điều khiển ngõ ra. Các khối cơ bản của một PLC
bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU), bộ nhớ, bộ giao tiếp ngõ vào và bộ giao tiếp ngõ ra.
Ngoài ra, PLC có thể tích hợp các khối nguồn, xung clock và giao tiếp truyền thông để
nạp chương trình, giám sát trạng thái của PLC hay nối mạng các PLC với nhau. Ngõ vào
của PLC có thể đưa vào các tín hiệu số hay tương tự từ các thiết bị khác nhau (cảm biến)
và biến đổi thành tín hiệu logic để CPU sử dụng. Bộ xử lý trung tâm CPU tính toán và
thực thi các phép tính điều khiển dựa trên các lệnh điều khiển trong bộ nhớ. Bộ giao tiếp
ngõ ra biến đổi các lệnh điều khiển từ CPU thành tín hiệu số hay tương tự để có thể
dùng điều khiển các thiết bị chấp hành khác nhau (actuator).
Một thiết bị lập trình được dùng để nhập các lệnh mong muốn, những lệnh này
quyết định PLC sẽ làm gì khi tác động các ngõ vào cụ thể. Một thiết bị giao tiếp (operator
interface) cho phép thông tin quá trình được hiển thị và để nhập các thông số điều khiển
mới.
Bộ nhớ của PLC nói chung được chia thành 3 phần: bộ nhớ chương trình, bộ nhớ dữ
liệu và vùng nhớ lưu các thông số cấu hình hệ thống.
Bộ nhớ chương trình lưu trữ các lệnh sơ đồ lập trình LAD hay STL. Vùng nhớ này
sẽ điều khiển cách thức sử dụng vùng nhớ dữ liệu và các I/O. Các lệnh LAD hay STL
được viết bằng các thiết bị lập trình (PC) và được nạp (tải) vào vùng nhớ chương trình
của PLC.
Hình 1: Cấu trúc chung của PLC.
Bộ nhớ dữ liệu được dùng như một vùng làm việc bao gồm vùng nhớ cho các phép
tính, vùng lưu trữ tạm thời cho các kết quả tạm và các hằng số. Vùng nhớ dữ liệu bao
gồm các vùng nhớ cho các thiết bị như: vùng nhớ timer (T) (word và bit), counter (C) (word
và bit), bộ đếm tốc độ cao (HC), và vùng nhớ ngõ vào (I), vùng nhớ ngõ ra (Q), ngõ vào
tương tự (AI), ngõ ra tương tự (AQ), vùng nhớ biến (V), vùng nhớ bên trong (M), vùng
nhớ đặc biệt (SM),…
3
PLC -Programmable Logic Controller
Bộ nhớ thông số gồm các ô nhớ lưu trữ các thông số cài đặt, mật khẩu, địa chỉ thiết
bị điều khiển và các thông tin về các không gian nhớ có thể sử dụng.
PLC hoạt động theo một cách thức đơn giản bằng việc lặp lại quá trình sau. Dữ liệu
vào từ bên ngoài được chuyển đổi qua bộ giao tiếp ngõ vào thành dạng mà CPU có thể
dùng. CPU tính toán dựa trên các dữ liệu vào theo chương trình người dùng được lưu trữ
trong bộ nhớ. Các kết quả của quá trình tính toán này được đưa tới bộ giao tiếp ngõ ra để
chuyển đổi thành dạng mà các thiết bị kết nối với PLC có thể sử dụng.
II. Cấu trúc chung của hệ thống điều khiển dùng PLC
PLC được nhiều hãng chế tạo, và mỗi hãng có nhiều họ khác nhau, và có nhiều
phiên bản (version) trong mỗi họ, chúng khác nhau về tính năng và giá thành, phù hợp với
mức độ bài toán đơn giản hay phức tạp. Ngoài ra còn có các bộ ghép nối mở rộng cho
phép liên kết nhiều bộ PLC nhỏ (thành mạng PLC) để thực hiện các chức năng phức tạp,
hay giao tiếp với máy tính để tạo thành một mạng tích hợp, thực hiện việc theo dõi, kiểm
tra, điều khiển một quá trình công nghệ phức tạp hay toàn bộ một phân xưởng sản xuất.
Mặc dù vậy, một hệ thống điều khiển dùng bất kỳ loại PLC nào cũng đều có cấu trúc
như hình 2.
Hình 2: Cấu trúc chung hệ thống điều khiển dùng PLC.
4
PLC -Programmable Logic Controller
Trong đó:
● Ngõ vào dạng số: gồm hai trạng thái ON và OFF. Khi ở trạng thái ON thì ngõ vào
số được coi như ở mức logic 1 hay mức logic cao. Khi ở trạng thái OFF thì ngõ vào số có
thể được coi như ở mức logic 0 hay mức logic thấp.
Các kênh vào số thường nối với các cảm biến hai trạng thái dạng đóng/ ngắt
(On/Of) như:
1 - Cảm biến quang điện,
2 - Cảm biến tiệm cận
3 - Cảm biến xung điện
4 - Các công tắc
● Ngõ vào tương tự: tín hiệu vào là tín hiệu tương tự , thường ngõ vào tương tự có
tầm 0 – 20 mA, 4 – 20 mA hay 0 – 10VDC.
Các kênh vao tương tự sử dụng cho việc lấy tín hiệu từ các cảm biến tương tự :
5 - Cảm biến lưu lượng
6 - Cảm biến độ ẩm
7 - Cảm biến áp xuất
8 - Cảm biến nhiệt độ
9 - Cảm biến áp xuất
10 - Cảm biến vị trí / tốc độ / gia tốc
11 - Cảm biến lực
● Ngõ ra số: gồm 2 trạng thái ON và OFF. Các ngõ ra này thường được nối ra để
điều khiển các van solenoid, cuộn dây contactor, đèn hiệu.
Các kênh ra số có thể nối với các thiết bị như:
12 - Các cuộn hút cho van điện từ
13 - Các động cơ b−ớc
14 - Các cơ cấu đóng ngắt vv.
● Ngõ ra tương tự: tín hiệu ra là tín hiệu tương tự, thường có tầm từ 0 – 10 VDC.
Các kênh ra tương tự thường được nối với các cơ cấu chấp hành tương tự:
15 - Các động cơ DC vμ AC
16 - Các van và các động cơ, xi lanh thuỷ khí
17 - Các thiết bị đo tương tự.
● Thiết bị đầu vào: gồm các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển, thường là nút nhấn,
cảm biến …
* Cảm biến: là thiết bị nhằm biến đổi một trạng thái vật lý thành tín hiệu điện để
PLC sử dụng. Cảm biến được nối với ngõ vào của PLC. Một ví dụ là sử dụng nút nhấn
nối với đầu vào của PLC, một tín hiệu điện được gửi tới PLC chỉ ra trạng thái (đóng/mở)
của tiếp điểm nút nhấn.
● Thiết bị chấp hành (Actuator): là thiết bị biến đổi tín hiệu điện từ PLC thành một
tác động vật lý. Actuator được nối với ngõ ra của PLC. Một ví dụ của actuator là sử dụng
một Soft Starter (bộ khởi động mềm) được nối ở đầu ra PLC, tùy thuộc vào tín hiệu ngõ
ra PLC mà bộ Soft Starter sẽ khởi động hay dừng động cơ.
5
PLC -Programmable Logic Controller
Hình 3. Các dạng tín hiệu ngõ vào của PLC
● Chương trình điều khiển: một chương trình bao gồm một hay nhiều lệnh nhằm
thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Việc lập trình cho PLC chỉ đơn giản là xây dựng một tập
hợp các lệnh. Có nhiều cách để lập trình cho PLC như: dạng lập trình hình thang (LAD),
dạng câu lệnh (STL), hay dạng sơ đồ khối chức năng (FBD). Chương trình điều khiển
định ra qui luật thay đổi tín hiệu output phía đầu ra của PLC theo sự thay đổi của tín hiệu
input phía đầu vào theo như mong muốn. Các chương trình điều khiển được tạo ra bằng
cách sử dụng bộ lập trình chuyên dụng cầm tay (hand-held programmer hay PG =
programmer) hoặc chạy phần mềm điều khiển trên máy tính PC và được nạp vào PLC
thông qua cáp, nối giữa PLC và PC hoặc PG.
Cần chú ý là chương trình để điều khiển hệ thống chạy trên PLC, do đó không cần
có máy tính hay bộ lập trình để chạy PLC, chúng chỉ đóng vai trò bộ lập trình hay bộ giám
sát hoạt động thông qua việc trao đổi thông tin với PLC.
Chương trình của các PLC thường có cấu trúc, gồm có chương trình chính (main
program), các chương trình con (subroutine) và chương trình ngắt (interrupt). Nhờ đó cấu
trúc của chương trình trở nên dễ đọc và rõ ràng hơn.
Chương trình PLC được thực thi theo các chu kỳ quét liên tục. Chương trình PLC
thực thi là một phần của một quá trình lặp lại: chu kỳ quét. Chu kỳ quét của PLC bắt đầu
với việc CPU đọc trạng thái của các ngõ vào. Chương trình ứng dụng được thực hiện sử
6
PLC -Programmable Logic Controller
dụng trạng thái của các đầu vào này. Khi chương trình này thực hiện xong thì CPU sẽ bắt
đầu quá trình tự chẩn đoán và các tác vụ giao tiếp. Chu kỳ quét kết thúc bởi việc cập nhật
các ngõ ra, sau đó lại lặp lại từ đầu. Thời gian thực hiện chu kỳ quét phụ thuộc vào kích
thước của chương trình, số lượng các ngõ vào/ra cần được giám sát của PLC và vào số
lượng yêu cầu giao tiếp.
Hình 4. Chu kỳ (vòng) quét của PLC
● Thiết bị lập trình (PG/PC): chương trình viết trong thiết bị lập trình và truyền
xuống PLC.
● Cáp kết nối (cáp PPI): thiết bị cần thiết để truyền dữ liệu từ thiết bị lập trình đến
PLC.
1 1Quy trình thiết kế hệ điều khiển dùng PLC: Bao gồm các bước cơ bản như sau:
1- Xác định quy trình điều khiển: trong bước này cần phải biết về đối tượng điều
khiển của PLC. Các thay đổi của đối tượng điều khiển được kiểm tra thường xuyên bởi
các thiết bị đầu vào, các thiết bị này gởi tín hiệu đến PLC để tính toán xuất các tín hiệu ra
đến các thiết bị đầu ra để điều khiển hoạt động của đối tượng.
2- Xác định tín hiệu vào ra: trong bước này cần xác định cách kết nối các thiết bị đầu
vào, ra với PLC. Thiết bị vào có thể là tiếp điểm, cảm biến,…. Thiết bị ra có thể là các
loại cuộn dây điện từ , đèn, …
3- Soạn thảo chương trình: chương trình được viết dưới dạng LAD, STL, hay dạng
FBD.
4- Nạp chương trình cho PLC
5- Chạy chương trình: trước khi khởi động hệ thống cần kiểm tra nối dây từ PLC
đến các thiết bị ngoại vi và trong quá trình chạy kiểm tra có thể cần thực hiện các bước
tinh chỉnh hệ thống để đảm bảo an toàn khi đưa vào hoạt động thực tế.
7
PLC -Programmable Logic Controller
Trong bài thí nghiệm với PLC S7-200 (của hãng Siemens) cần quan tâm tới hai vấn
đề sau:
●Sơ đồ nối dây PLC: thể hiện sơ đồ nối dây thực của các thiết bị phía input và phía
output vào PLC S7–200.
●Sơ đồ điều khiển PLC: được viết bằng STEP7-Micro/WIN là phần mềm dùng cho
các PLC thuộc chủng loại S7-200.
III. Giới thiệu PLC S7-200
PLC có thể được phân thành hai loại: Micro PLC và Modular PLC.
- Micro PLC là loại PLC mà các ngõ vào, bộ xử lý, các ngõ ra và bộ nguồn đều được
đặt chung trong cùng một khối. Các PLC này thì khá rẻ và thường được dùng trong các
ngành công nghiệp nhẹ mà ở đó các điện áp cao không cần thiết. Chúng có những cấu
hình khác nhau về ngõ vào, ngõ ra, khả năng bộ nhớ và có thể làm việc lâu dài để thỏa
mãn các ứng dụng khác nhau. Họ PLC S7-200 của Siemens thuộc loại PLC này.
- Modular PLC là loại PLC dùng trong các ứng dụng công nghiệp nặng thường là các
hệ thống dạng mô đun. Các loại PLC này có các cấu hình khác nhau về ngõ vào/ngõ ra,
nguồn cung cấp, dạng tín hiệu (rời rạc hay tương tự), các ứng dụng mạng và điều khiển
từ xa. Các hệ thống PLC này bao gồm các mô đun xử lý, mô đun ngõ vào/ngõ ra, thanh
gắn, mô đun nguồn, bộ lập trình và các mô đun giao tiếp nếu cần thiết. Họ PLC S7-300,
S7-400 của Siemens thuộc loại này.
- Bộ xử lý của cả PLC loại Micro hay Modular đều bao gồm CPU, bộ nhớ, các cổng
giao tiếp và các cổng ngoại vi. Không phải tất cả các PLC đều có cấu hình giống nhau mà
có thể khác nhau về bộ nhớ, các cấu hình ngõ vào/ngõ ra, cấu hình mạng và nhiều đặc
tính khác.
Sau đây sẽ giới thiệu một vài loại CPU họ S7-200 được sử dụng trong nội dung thí
nghiệm:
a. Bộ S7-200/CPU 212 có một số tính năng như sau:
– Số cổng vào/ra (I/O): 8 ngõ vào số/6 ngõ ra số (có địa chỉ I0.0 ÷ I0.7, Q0.0 ÷ Q0.5).
– Số tối đa các bộ mở rộng có thể ghép nối: 2 (với tối đa 64 ngõ vào số /64 ngõ ra
số).
– Tốc độ xử lý lệnh Boolean: 1.2 μs/lệnh.
– Bộ đếm thời gian (timer): 64 bộ.
– Bộ đếm (counter): 64 bộ.
– Bộ đếm tốc độ cao (high-speed counter): 1 (2 kHz-software).
b. Bộ S7-200/CPU 216 có các tính năng sau:
– Số cổng vào/ra (I/O): 24 ngõ vào số/16 ngõ ra số số (có địa chỉ I0.0 ÷ I2.7, Q0.0 ÷
Q1.7).
– Số tối đa các bộ mở rộng có thể ghép nối: 7.
– Tốc độ xử lý lệnh Boolean: 0.8 μs/lệnh.
8
PLC -Programmable Logic Controller
– Bộ đếm thời gian (timer): 256 bộ.
– Bộ đếm (counter): 256 bộ.
– Bộ đếm tốc độ cao (high-speed counter): 3 (1 software – 2 hardware).
– Bộ nhớ chương trình/dữ liệu: 8KB/5KB.
– Cổng giao tiếp: 2.
c. Bộ S7-200/CPU 226 có các tính năng sau:
– Số cổng vào/ra (I/O): 24 ngõ vào số/16 ngõ ra số (địa chỉ từ I0.0 ÷ I2.7, Q0.0 ÷
Q1.7).
– Số tối đa các bộ mở rộng có thể ghép nối: 7
– Tốc độ xử lý lệnh Boolean: 0.37 μs/lệnh.
– Bộ đếm thời gian (timer): 256 bộ.
– Bộ đếm (counter): 256 bộ.
– Bộ đếm tốc độ cao (high-speed counter): 6 (30 kHz).
– Đồng hồ thời gian thực.
– Bộ nhớ chương trình/dữ liệu: 8KB/5KB.
– Cổng giao tiếp: 2.
– Số ngõ ra xung: 2 (20 kHz).
IV. Sơ đồ nối dây thực của S7 – 200
Sơ đồ nối dây của CPU 212:
Hình 5. Sơ đồ nối dây của PLC S7-200, CPU 212
9
PLC -Programmable Logic Controller
Với cách nối dây như sơ đồ đã thể hiện, khi một công tắc (hay nút nhấn) ở ngõ vào
nào đó được tác động, ngõ vào đó sẽ ở trạng thái logic là 1 (trạng thái ON). Nếu công tắc
bị ngắt (hay không nhấn nút nữa), ngõ vào tương ứng sẽ ở trạng thái logic là 0 (trạng thái
OFF). Nguyên tắc chung là khi có điện áp trong khoảng quy định trước (thông thường là
15 – 30 VDC) so với điểm chuẩn điện áp (các ngõ vào ký hiệu là COM) đặt vào một ngõ
vào nào đó thì ngõ vào đó ở trạng thái 1, nếu không có điện áp đủ lớn so với điểm chuẩn
điện áp đặt vào ngõ vào thì ngõ vào đó ở trạng thái 0.
Các CPU 216 và CPU 226 cũng được nối dây tương tự với CPU 212.
Chú ý:
• PLC nhận tín hiệu ngõ vào 24V, vì vậy ngõ ra relay (3 và 4) của
SIKOSTART phải cấp tín hiệu 24V về cho PLC.
• PLC có ngõ ra là các tiếp điểm relay được nối chung với nhau,
chưa nối nguồn bên trong, vì vậy có thể điều khiển các contactor
bằng cấp điện áp 220V.
• Do các ngõ ra relay của PLC đã được nối chung:
10
PLC -Programmable Logic Controller
Cách đấu đầu ra với các thiết bị chấp hành của PLC
V. Giới thiệu chương trình STEP7 – Micro/WIN
1. Dạng lập trình: STEP7 – Micro/WIN hỗ trợ hai dạng lập trình sau:
a. Dạng STL (Statement List): dạng ngôn ngữ sử dụng danh sách các câu lệnh.
b. Dạng LAD (ladder): dạng ngôn ngữ đồ hoạ sử dụng các ký hiệu tương tự như các
sơ đồ mạch điện (hình thang).
c. Dạng FBD (Function Block Diagram): dạng ngôn ngữ đồ hoạ sử dụng các ký hiệu
tương tự sơ đồ các khối logic AND, OR...
11
PLC -Programmable Logic Controller
Các Menu công cụ thường dùng:
• New (File Menu) Tạo mới
• Open (File Menu) Mở file
• Cut (Edit menu) Cắt
• Paste (Edit Menu) Dán
• Copy (Edit Menu) Sao chép
• Download (PLC Menu) Tải xuống
• Network (Insert) Chèn network mới
• Program Elements (Insert) Mở cử sổ các phần tử lập trình
• Clear/Reset (PLC) Xóa chương trình hiện thời trong PLC
• LAD, STL, FBD (View) Hiển thị dạng ngôn ngữ yêu cầu
Các phần tử lập trình thường dùng (cửa sổ Program Elements):
Lệnh logíc tiếp điểm Lệnh đếm Lệnh đồng hồ Lệnh chuyển đổii dữ
liệu
12
PLC -Programmable Logic Controller
So sánh Số nguyên Số thực
2. Các lệnh cơ bản của chương trình dạng LADDER:
Phần tử Ký hiệu Tên qui ước Tính chất
Lệnh này tác động khi bit n ON
n = I0.0, I0.1, …,I0.7,
… – I: tiếp điểm thực nối ở cổng
vào
n = Q0.0, Q0.1,
Lệnh tiếp điểm …,Q0.5, … – Q: tiếp điểm do output điều
thường mở. khiển
(Normally open) n = C0, C1, …, C63,
… – C: tiếp điểm do bộ đếm
đ.khiển
n = T0, T1, …, T63,
… – T: tiếp điểm do timer điều
khiển
Lệnh tiếp điểm Lệnh này tác động khi bit n OFF
thường đóng n = I0.0, I0.1, …,I0.7,
… – I: tiếp điểm thực nối ở cổng
(Normally vào.
closed) n = Q0.0, Q0.1,
…,Q0.5, … – Q: tiếp điểm do output điều
khiển
n = C0, C1, …, C63,
… – C: tiếp điểm do bộ đếm
đ.khiển
n = T0, T1, …, T63,
… – T: tiếp điểm do timer điều
khiển
13
PLC -Programmable Logic Controller
Lệnh phát hiện Lênh này chỉ tác động khi phát
cạnh lên P hiện tín hiệu phía trước lệnh
chuyển từ OFF sang ON (cạnh
lệnh).
Lệnh ngõ ra n = Q0.0, Q0.1, …, Trang thái logic của bit n luôn
(OUTput Q0.5, … bằng trạng thái logic ở ngay phía
instruction) trước lệnh.
n = Q0.0, Q0.1, … Khi lệnh SET tác động, bit n
Lệnh SET bit
(1 bit bất kỳ) chuyển sang ON và giữ luôn.
n = Q0.0, Q0.1, … Khi lệnh RESET tác động, bit n
Lệnh RESET
chuyển sang OFF và giữ luôn.
bit (1 bit bất kỳ)
Txxx=
* T32: đơn vị tính là 1
ms
T96 (CPU216, 226)
* T33 – T36: --- 10ms
– Khi IN từ 0 lên 1 thì sau thời
Bộ định thời T97–T100 (CPU216, gian định bởi PT, Txxx sẽ chuyển
gian đóng trễ 226) sang trạng thái ON (1)
TON
* T37 – T63: --- – Bất cứ khi nào IN từ 1 xuống 0
(On-delay timer) 100ms thì Txxx sẽ chuyển sang OFF (0)
T101–T255
CPU216,226)
– IN: tín hiệu vào
– PT: hệ số thời gian
trễ.
Cxxx = C0, C1, …, – Cxxx sẽ đếm lên/xuống một
C63, … đơn vị mỗi khi tín hiệu chuyển từ
– CU: tín hiệu đếm 0 lên 1 ở chân CU/CD.
lên. – Khi giá trị đếm của Cxxx >= PV
Bộ đế m
lên/xuống – CD: tín hiệu đếm thì Cxxx là ON (1), ngược lại là
OFF(0).
CTUD (Counter xuống
up/down) – Khi có tín hiệu reset ở chân R
– R: tín hiệu reset
thì giá trị đếm của Cxxx trở về 0,
– PV: giá trị đặt Cxxx ở trạng thái OFF.
(preset trạng thái của
Value)
Bộ đếm lên Cxxx = C0, C1, …, – CTU sẽ đếm lên một đơn vị
CTU (Counter C63, … mỗi khi tín hiệu chuyển từ 0 lên 1
up) và bộ đếm ở chân CU.
14
PLC -Programmable Logic Controller
– CTD sẽ đếm xuống một đơn vị
mỗi khi tín hiệu chuyển từ 0 lên 1
ở chân CD.
– Đối với bộ đếm lên CTU: Khi
giá trị đếm của Cxxx >= PV thì
– CU: tín hiệu đếm trạng thái Cxxx là ON (1), ngược
lên (CTU). lại là OFF(0).
– CD: tín hiệu đếm – Đối với bộ đếm xuống CTD:
xuống CTD Khi giá trị đếm của Cxxx = 0 thì
xuống (CTD).
(Counter down) trạng thái Cxxx làON (1), ngược
– R: tín hiệu reset lại là OFF(0).
– PV: giá trị đặt – Khi có tín hiệu reset ở chân R
(preset value) (CTU) thì giá trị đếm của Cxxx
trở về 0, trạng thái Cxxx là
OFF(0).
– Khi có tín hiệu preset ở chân
LD (CTD) thì giá trị đếm của
Cxxx được set về giá trị đặt PV
Phép toán:
==
>
<
≥
Lệnh so sánh:
≤
(Compare)
Dạng dữ liệu:
_Byte
_Word (Integer)
_Double Word
_Real
15
PLC -Programmable Logic Controller
Giải thích thêm:
1. Lập trình kiểu FBD
2. Thời gian của bộ định thời Timer
Đối với bộ định thời gian đóng trễ TON:
T
Công thức tính giá trị thời gian đặt: PT =
Ck
với T: thời gian cần làm trễ (s)
Ck: độ phân giải (đơn vị tính thời gian) của bộ định thời (1 ms, 10 ms, và 100 ms)
3. Các ô nhớ đặc biệt:
SM0.0 Bit này luôn luôn ON.
SM0.1 Bit này chỉ ON trong chu kỳ quét đầu tiên của PLC.
SM0.5 Bit này tạo xung clock 1 giây (0,5s ON và 0,5s OFF).
SM0.4 Bit này tạo xung clock 1 phút.
4. Cấu trúc ô nhớ trong PLC Siemens:
1 Byte = 8 Bit QB0 ≡ Q0.0→Q0.7
1 Word = 2 Byte = 16 Bit (liên tiếp) QW0 ≡ QB0→QB1
1 Double Word = 4 Byte = 32 Bit (liên tiếp) QD0 ≡ QB0→QB3
5. Cấu trúc ô nhớ của dữ liệu số:
Số Byte (B) 1 byte ~ Byte
Số Integer (I): 2 byte ~ Word
Số Long Integer (D) 4 byte ~ Double Word
Số Real (R) 4 byte ~ Double Word
16
PLC -Programmable Logic Controller
VI. Hướng dẫn lập trình với STEP 7-Micro/WIN 32
Sau đây là trình tự tổng quát cần thực hiện để khởi tạo, kiểm tra và giám sát một
project sử dụng Step7-MicroWIN 32. Trình tự:
1 1. Khởi động chương trình STEP 7-Micro/WIN 32 trong
Windows
1 2. Để thiết lập giao tiếp giữa PLC và
PC ta chọn biểu tượng
Communications (double click)
Trong mục Communications
ta có thể chọn thiết lập
giao tiếp PG/PC Interface
bằng cách chọn (double click)
PC/PPI cable(PPI).
17
PLC -Programmable Logic Controller
Chọn Properties trong phần Set PG/PC
Interface để thiết lập các thông số kết
nối (ví dụ: tốc độ baud, cổng giao tiếp,
địa chỉ, ...).
Sau khi hoàn tất việc thiết lập double
click vào mục Double-Click to Refresh
để kết nối với PLC.
3. Khởi tạo file mới
a. Chọn menu
File/New (Ctrl+N).
b. Chọn loại vào
menu PLC/Type…
c Nhấn nút OK
4. Lập trình
Dùng mouse chọn các phần tử cần sử dụng từ danh sách lệnh (dùng chuột để kéo phần
tử hoặc double click vào phần tử để chọn) để vẽ sơ đồ LADDER, sau đó đặt tên cho
các phần tử như ví dụ trong hình vẽ sau:
18
PLC -Programmable Logic Controller
Chú ý:
1 – Một chường trình dạng LADDER thường có nhiều network “mắc song song”
với nhau.
2 – Trong mỗi netwok chỉ được lập trình tối đa một nhánh lệnh.
3 – Kết thúc sơ đồ đối với Step7-MicroWIN 32 ta không được đặt lệnh kết thúc
không điều kiện END (nếu thêm lệnh này vào thì sẽ bị sai cú pháp khi dịch
chương trình).
5. Các chú thích của chương trình
a) Nhấn mouse vào hàng chữ Network 1
(2,3...) để đặt tên cho Network.
b) Nhấn mouse vào hàng chữ POU
Comment (Project Component
Comments) để ghi chú về các thành phần
của Project.
c.Nhấn mouse vào hàng chữ Network
Comment để chú thích cho Network
4
19
PLC -Programmable Logic Controller
5. Biên dịch chương trình vào
menu PLC/Compile
Lúc này chương trình sẽ
kiểm tra cú pháp của sơ đồ điều
khiển và thông báo về kích
thước của chương trình và các
lỗi cú pháp của chương trình:
6. Lưu giữ chương trình vào menu File/
Save As… nếu chỉ sửa chương trình thì
dùng lệnh Save.
7. Nạp chương trình vào CPU của PLC
(chương trình vừa lập trình đang lưu trên máy
tính)
1a. Để nạp chương trình, PLC phải ở chế độ STOP theo một trong hai cách:
● Gạt contact (3 tiếp điểm) trên PLC qua vị trí STOP.
● Gạt contact (3 tiếp điểm) trên PLC qua vị trí TERM rồi chọn menu PLC
/STOP.
1 b. Vào menu File/Download (Ctrl+D).
2 c. Chọn các thành phần cần nạp vào PLC (phải chọn Program).
3 d. Nhấn nút OK để nạp chương trình từ máy tính vào PLC. Nếu chương trình được
nạp vào PLC thành công thì sẽ có thông báo Download hoàn thành (Download
Successfully), nhấn nút OK để tiếp tục chạy thử chương trình.
8. Thực thi chương trình trên PLC
Định CPU ở chế độ RUN theo một trong hai cách:
20
