Published on
2. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửChương 3: Tập lệnh lập trình PLC Siemens S7-2003.1. Bit logic 343.1.1. Tiếp điểm thƣờng hở 343.1.2. Tiếp điểm thƣờng đóng 343.1.3. Lệnh OUT 353.1.4. Lệnh Set 363.1.5. Lệnh Reset 363.1.6. Tiếp điểm phát hiện cạnh lên 373.1.7. Tiếp điểm phát hiện cạnh xuống 373.1.8. Bài tập 383.2. Một số lệnh tiếp điểm đặc biệt 393.2.1. Tiếp điểm SM0.0 393.2.2. Tiếp điểm SM0.1 393.2.3. Tiếp điểm SM0.4 393.2.4. Tiếp điểm SM0.5 393.2.5. Bài tập 393.3. Bộ định thời_Timer 413.3.1. TON 413.3.2. TONR 423.4. Bộ đếm_Counter 443.4.1. CTU 443.4.2. CTUD 453.5. Lệnh so sánh 473.5.1. Theo byte 473.5.2. Theo word 483.5.3. Theo doubleword 493.5.4. Theo số thực 503.5.5. Bài tập ví dụ 513.5.6. Bài tập 513.6. Hàm di chuyển dữ liệu 533.7. Hàm chuyển đổi 55Chương 4: Bài tập thực hành. 574.1. Khảo sát tủ điều khiển dùng S7-200 574.2. Panel điều khiển 604.3. Cảm biến công nghiệp 634.4. Điều khiển tuần tự dùng Timer 694.5. Điều khiển đếm dùng Counter 70Th.s Phạm Phú Thọ Trang 2/94
3. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử4.6. Điều khiển đèn giao thông và đèn chiếu sáng 724.7. Băng tải dùng động cơ DC 754.8. Động cơ AC 1 phase 794.9. Động cơ AC 3 phase 824.10. Xylanh dùng valve điện khí nén 854.11. Băng tải và cần gạt dùng khí nén 864.12. Băng tải và tay gấp 884.13. Đồng hồ thời gian thực 904.14. Chƣơng trình con 924.15. Bài tập tổng hợp (Nộp thay thế bài thi cuối khoá) 93Th.s Phạm Phú Thọ Trang 3/94
4. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử LỜI MỞ ĐẦU PLC đã đƣợc sử dụng rộng rãi trong các nhà máy xí nghiệp, với độ bền vàtính ổn định cao. Hiện nay, rất nhiều trƣờng học đã đƣa plc vào giảng dạy từ nhiềubậc học. Tài liệu để hƣớng dẫn sử dụng và lập trình đƣợc nhiều tác giả biên soạn rấtphong phú. Nhằm phục vụ cho quá trình giảng dạy của bản thân, tác giả đã biên soạn tàiliệu lập trình plc của hãng Siemens (dòng S7-200) dành cho học sinh khối kỹ thuật ởtrình độ cơ bản. Tài liệu đã tham khảo các manual của hãng Siemens, các tài liệu trênmạng và của các đồng nghiệp khác. Trong chƣơng 4, tác giả đã giới thiệu hệ thống các bài tập thực hành với mô tảđầy đủ giúp học viên có thể dễ dàng thực hành tại nhà (có đầy đủ thiết bị). Nếu gậpkhó khăn, tác giả sẵn sàng hỗ trợ. Tuy đã dành nhiều thời gian, nhƣng chắc chắn còn nhiều thiếu sót, rất mongcác bạn đọc giả góp ý để tài liệu này hoàn chỉnh hơn. Trân trọng cảm ơn đã tham khảo tài liệu này, mọi đóng góp xin vui lòng gửivề e-mail: ph[email protected] Phạm Phú Thọ Trang 4/94
5. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PLCI. GIỚI THIỆU: Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) đƣợc sáng tạotừ những ý tƣởng ban đầu của một nhóm kỹ sƣ thuộc hãng General Motor vào năm1968. Trong những năm gần đây, bộ điều khiển lập trình đƣợc sử dụng ngày càngrộng rãi trong công nghiệp của nƣớc ta nhƣ là 1 giải pháp lý tƣởng cho việc tự độnghóa các quá trình sản xuất. Cùng với sự phát triển công nghệ máy tính đến hiện nay,bộ điều khiển lập trình đạt đƣợc những ƣu thế cơ bản trong ứng dụng điều khiểncông nghiệp. Nhƣ vậy, PLC là 1 máy tính thu nhỏ nhƣng với các tiêu chuẩn công nghiệp caovà khả năng lập trình logic mạnh. PLC là đầu não quan trọng và linh hoạt trong điềukhiển tự động hóa.II. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN: 1. Hệ thống điều khiển là gì? Hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết bị và dụng cụ điện tử. Nó dùng để vậnhành một quá trình một cách ổn định, chính xác và thông suốt.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 5/94
6. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 2. Hệ thống điều khiển dùng rơle điện: Sự bắt đầu về cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đặc biệt vào những năm 60và 70, những máy móc tự động đƣợc điều khiển bằng những rơle điện từ nhƣ các bộđịnh thời, tiếp điểm, bộ đếm, relay điện từ. Những thiết bị này đƣợc liên kết với nhauđể trở thành một hệ thống hoàn chỉnh bằng vô số các dây điện bố trí chằng chịt bêntrong panel điện ( tủ điều khiển). Nhƣ vậy, với 1 hệ thống có nhiều trạm làm việc và nhiều tín hiệu vào/ra thì tủđiều khiển rất lớn. Điều đó dẩn đến hệ thống cồng kềnh, sửa chữa khi hƣ hỏng rấtphức tạp và khó khăn. Hơn nữa, các rơle tiếp điểm nếu có sự thay đổi yêu cầu điềukhiển thì bắt buộc thiết kế lại từ đầu. 3. Hệ thống điều khiển dùng PLC Với những khó khăn và phức tạp khi thiết kế hệ thống dùng rơle điện. nhữngnăm 80, ngƣời ta chế tạo ra các bộ điều khiển có lập trình nhằm nâng cao độ tinhcậy, ổn định, đáp ứng hệ thống làm việc trong môi trƣờng công nghiệp khắc nghiệtđem lại hiệu quả kinh tế cao. Đó là bộ điều khiển lập trình đƣợc, đƣợc cuẩn hóa theongôn ngữ Anh Quốc là Programmable Logic Controller (viết tắt là PLC). 4. Điều khiển dùng PLC a. Các khối chức năng Một PLC có khối Module Input, khối CPU(Central Processing Unit) và khối Module Output. Khối Module Input có chức năng thu nhận các dữ liệu digital, analog và chuyển thành các tín hiệu cấp vào CPU. Khối CPU quyết định và thực hiện chƣơng trình điều khiển thông qua chƣơng trình chứa trongTh.s Phạm Phú Thọ Trang 6/94
7. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử bộ nhớ. Khối Module Output chuyển các tín hiệu điều khiển từ CPU thành dữ liệu analog, digital thực hiện điều khiển các đối tƣợng. Ví dụ: điều khiển động cơ theo sơ đồ bên dưới Điều khiển bằng Rơle điện Điều khiển bằng PLCTh.s Phạm Phú Thọ Trang 7/94
8. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử b. Các chủng loại PLC: Hiện nay, một số PLC đƣợc sử dụng trên thị trƣờng Việt Nam: – Mỹ:Allen Bradley, General Electric, Square D, Texas Instruments, Cutter Hammer,… – Đức: Siemens, Boost, Festo… – Hàn Quốc: LG – Nhật: Mitsubishi, Omron, Panasonci, Fanuc, Mashushita, Fuzi, Koyo,… Và nhiều chủng loại khác. Các sản phẩm nhƣ: Logo!, Easy, Zen, … cũng đƣợc chế tạo ra để đáp ứng những yêu cầu điều khiển đơn giản.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 8/94
9. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử c. Ưu thế của hệ thống điều khiển dùng PLC: – Điều khiển linh hoạt, đa dạng. – Lƣợng contact lớn, tốc độ hoạt động nhanh. – Tiến hành thay đổi và sửa chữa. – Độ ổn định, độ tin cậy cao. – Lắp đặt dơn giản. – Kích thƣớc nhỏ gọn. – Có thể nối mạng vi tính để giám sát hệ thống. d. Hạn chế – Giá thành (tùy theo yêu cầu máy). – Cần một chuyên viên để thiết kế chƣơng trình cho PLC hoạt động. – Các yêu cầu cố định, đơn giản thì không cần dùng PLC. – PLC sẽ bị ảnh hƣởng khi hoạt động ở môi trƣờng có nhiệt độ cao, độ rung mạnh. e. Các ứng dụng của PLC: – Điều khiển các quá trình sản xuất: giấy, ximăng, nƣớc giải khát, linh kiện điện tử, xe hơi, bao bì, đóng gói,… – Rửa xe ôtô tự động. – Thiết bị khai thác. – Giám sát hệ thống, an toàn nhà xƣởng. – Hệ thống báo động. – Điều khiển thang máy. – Điều khiển động cơ. – Chiếu sángTh.s Phạm Phú Thọ Trang 9/94
10. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử – Cửa công nghiệp, tự động – Bơm nƣớc. – Tƣới cây. – Báo giờ trƣờng học, công sở,… – Máy cắt sản phẩm, vô chai,… – Và còn nhiều hệ thống điều khiển tự động khác.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 10/94
11. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử CHƢƠNG 2: CẤU HÌNH HỆ THỐNGI. CẤU TRÚC PHẦN CỨNG: 1. Bộ điều khiển lập trình (PLC) PLC là bộ điều khiển lập trình và đƣợc xem là máy tính công nghiệp. Do công nghệ ngày càng cao vì vậy lập trình PLC cũng ngày càng thay đổi, chủ yếu là sự thay đổi về cấu hình hệ thống mà quan trọng là bộ xử lý trung tâm (CPU). Sự thay đổi này nhằm cải thiện 1 số tính năng, số lệnh, bộ nhớ, số đầu vào/ ra(I/O), tốc độ quét, … vì vậy xuất hiện rất nhiều loại PLC. PLC của Siemens hiện có các loại sau: S7- 200, S7- 300, S7- 400. Riêng S7- 200 có các loại CPU sau: CPU 210, CPU 214, CPU 221, CPU 222, CPU 224, CPU 226, …. Mới nhất có CPU 224 xp, CPU 226 xp có tích hợp analog. Trong tài liệu này trình bày cấu trúc chung họ S7 – 200, CPU 224. Tổng số I/O max tƣơng đối lớn, khoảng 256 I/O. Số module mở rộng tùy theo CPU có thể lên đến tối đa 7 module.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 11/94
12. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Tích hợp nhiều chức năng đặc biệt trên CPU nhƣ ngõ ra xung, high speed counter, đồng hồ thời gian thực, . .v.v. Module mở rộng đa dạng, nhiều chủng loại nhƣ analog, xử lý nhiệt độ, điều khiển vị trí, module mạng ..v.v. 2. Các thành phần CPU: a. Đặc điểm của CPU 224: – Kích thƣớt: 120.5mm x 80mm x 62mm – Dung lƣợng bộ nhớ chƣơng trình: 4096 words – Dung lƣợng bộ nhớ dữ liệu: 2560 words – Bộ nhớ loại EEFROM – Có 14 cổng vào, 10 cổng ra. – Có thể thêm vào 14 modul mở rộng kể cả modul Analog. – Tốc độ xử lý một lệnh logic Boole 0.37µs – Có 256 timer , 256 counter, các hàm số học trên số nguyên và số thực. – Có 6 bộ đếm tốc độ cao, tần số đếm 20 KHz – Có 2 bộ phát xung nhanh kiểu PTO và PWM, tần số 20 KHz chỉ ở các CPU DC. – Có 2 bộ điều chỉnh tƣơng tự. – Các ngắt: phần cứng, theo thời gian, truyền thông,… – Đồng hồ thời gian thực. – Chƣơng trình đƣợc bảo vệ bằng Password. – Toàn bộ dung lƣợng nhớ không bị mất dữ liệu 190 giờ khi PLC bị mất điện.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 12/94
13. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử b. Các đèn báo trên PLC: – SF: đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng (đèn đỏ). – RUN: PLC đang ở chế độ làm việc (đèn xanh). – STOP: PLC đang ở chế độ dừng (đèn vàng). – I xx, Q xx: chỉ định trạng thái tức thời cổng (đèn xanh). c. Công tắc chọn chế độ làm việc: – RUN: cho phép PLC thực hiện chƣơng trình trong bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ RUN qua STOP nếu gặp sự cố. – STOP: PLC dừng công việc thực hiện chƣơng trình ngay lập tức. – TERM: cho phép máy lập trình quyết định chế độ làm việc của PLC. Dùng phần mềm điều khiển RUN, STOP. 3. Kết nối điều khiển: Cho các model của S7-200 sau:Th.s Phạm Phú Thọ Trang 13/94
14. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Xác định các đặc điểm của PLC hãng Siemens Kết nối dây cho PLC hoạt độngCấp nguồn: Chú ý: phân biệt loại cấp nguồn nuôi cho PLC.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 14/94
15. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Loại DC nguồn nuôi có kí hiệu là M, L+ Loại AC nguồn nuôi có kí hiệu là N, L1. Ngỏ vào: Giả sử cần kết nối 1 công tắc, hoặc 1 nút nhấn cho ngỏ vào PLC Chân 1M, 2M nối chung với chân M. Chân L+ nối vào 1 đầu của tiếp điểm, đầu còn lại của tiếp điểm nối vào các ngỏ vào I trên PLC.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 15/94
16. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Ngỏ ra: Kết nối PLC điều khiển đèn Light, điều khiển Relay, các cơ cấu chấp hành khác,… Chân 1L, 2L nối vào nguồn dƣơng. Từng ngỏ ra từ PLC nối vào 1 đầu của tải, đầu còn lại của tải nối vào nguồn âm.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 16/94
17. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử CPU 224 DC/DC/DC L+ M 1M 1L+ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M 2L+ 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1 M L+ OUTPUT PS DC/DC/DC SIEMENS S7-200 INPUT 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+ L+ M CPU 224 AC/DC/RELAY L1 N L+ M 1L 0.0 0.1 0.2 0.3 2L 0.4 0.5 0.6 3L 0.7 1.0 1.1 N L1 OUTPUT PS AC/DC/RELAY SIEMENS S7-200 INPUT 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+ L+ MTh.s Phạm Phú Thọ Trang 17/94
18. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Các ngỏ vào thường dùng là: – Nút nhấn, công tắc gạt, ba chấu,… – Các loại cảm biến: quang điện, tiệm cận, điện dung, từ, kim loại, siêu âm, phân biệt màu sắc, cảm biến áp suất, … – Công tắc hành trình, công tắc thƣờng. – Rorary Encoder. – Rơle điện từ. – Sensor nhiệt độ. – Bộ kiểm tra mức… Các thiết bị được điều khiển ở ngỏ ra: – Động cơ DC . – Động cơ AC 1 pha và 3 pha. – Van khí nén. – Van thuỷ lực. – Van solenoid. – Đèn báo, đèn chiếu sáng. – Chuông báo giờ. – Động cơ Step Servo. – Biến tần. – Quạt thông gió. – Máy lạnh. – Động cơ phát điện.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 18/94
19. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 4. Truyền thông giữa PC và PLC S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 với jack nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm khác của PLC. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI (Point To Point Interface) là 9600 baud. PC/PPI Cable SIEMENS 123 38.4K 0 0 0 Switch 4 :1=10bit 19.2K 0 0 1 0=11bit 11 2 3 4 5 6 09.6K 0 1 0 02.4K 1 0 0 Switch 5 :1=DTE 01.2K 1 0 1 0=DCETh.s Phạm Phú Thọ Trang 19/94
20. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Cổng truyền thông: 5 4 3 2 1 9 8 7 6 Chân Giải thích 1 Nối đất 2 24 VDC 3 Truyền và nhận dữ liệu 4 Bỏ trống (không sử dụng) 5 Nối đất 6 5 VDC 7 24 VDC 8 Truyền và nhận dữ liệu 9 Bỏ trống (không sử dụng) – Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp kết nối PC / PPI với bộ chuyển đổi RS 232 / RS 485. – Gắn 1 đầu cáp PC / PPI với cổng truyền thông 9 chân của PLC còn đầu kia với cổng truyền thông nối tiếp RS 232 của máy PC. Nếu cổng truyền thông nối tiếp RS – 232 với 25 chân thì phải ghép nối qua bộ chuyển đổi 25 chân / 9 chân để có thể nối với cáp truyền thông PC / PPI. – Chọn các thông số để truyền thông. – Tốc độ truyền: 09.6k. – Dữ liệu truyền: 11 bit.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 20/94
21. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 5. Cài đặt phần mềm Nhấn Enter vào biểu tƣợng Setup. Sau đó, xác nhận các thông tin bằng cách nhấn các tiếp OK, NEXT, CONTINUE, … Restart máy tính, sau khi cài xong.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 21/94
22. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 6. Hiểu và sử dụng Logic ladder trong PLC Mạch tự duy trì điều khiển động cơ Motor gồm 2 nút nhấn Start_PB và E_Stop 7. Sử dụng bảng SymbolsTh.s Phạm Phú Thọ Trang 22/94
23. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 8. Khối kết nối terminal Dùng vít dẹp thực hiện nhƣ hình vẽ, sẽ nại và lấy khối kết nối terminal ra. Khi lắp vào thì kê ngay Terminal có chốt và ấn đúng vào rãnh có sẵn. 9. Bài tậpTh.s Phạm Phú Thọ Trang 23/94
24. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử II. CẤU TRÚC BỘ NHỚ 1. Hệ thống số: Trong xử lý các phần tử nhớ, các ngõ vào / ra, thời gian, số đếm, … PLC sử dụng hệ thống nhị phân. a. Hệ thập phân Hệ thập phân với cơ số 10 gồm các chữ số là: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Giá trị các chữ số trong hệ thập phân phụ thuộc vào giá trị của từng chữ số và vị trí của nó. Trong hệ thập phân vị trí đầu tiên bên phải là 0; vị trí thứ 2 là 1; vị trí thứ 3 là 2;… tiếp tục cho đến vị trí cuối cùng bên trái. b. Hệ nhị phân Hệ nhị phân là hệ sử dụng cơ số 2, gồm 2 chữ số là 0 và 1. Giá trị thập phân của số nhị phân cũng đƣợc tính tƣơng tự nhƣ số thập phân. Nhƣng cơ số tính luỹ thừa là cơ số 2. c. Hệ bát phân. Hệ đếm này có 8 chữ số từ 0 đến 7. Cũng nhƣ các hệ đếm khác, mỗi chữ số trong hệ cơ số 8 có giá trị thập phân tƣơng ứng với vị trí của nó. d. Hệ đếm thập lục phân Hệ đếm thập lục phân sử dụng cơ số 16, gồm 16 chữ số là: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Trong đó A tƣơng ứng 10; B tƣơng ứng 11; C tƣơng ứng 12; D tƣơng ứng 13; E tƣơng ứng 14; F tƣơng ứng 15. Giá trị thập phân của số thập lục phân đƣợc tính tƣơng tự nhƣ các hệ đếm khác nhƣng cơ số tính là 16. e. Bảng mã: Bảng mã nhị phân 4 bits tƣơng đƣơng cho các chữ số thập phân từ 0 đến 15 và các chữ số thập lục phân từ 0 đến F Nhị phân Thập phân Thập lục phân 0000 0 0 0001 1 1 0010 2 2Th.s Phạm Phú Thọ Trang 24/94
25. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 0011 3 3 0100 4 4 0101 5 5 0110 6 6 0111 7 7 1000 8 8 1001 9 9 1010 10 A 1011 11 B 1100 12 C 1101 13 D 1110 14 E 1111 15 F 2. Các khái niệm xử lý thông tin: Trong PLC, hầu hết các khái niệm xử lý thông tin cũng nhƣ dữ liệu đều đƣợc sử dụng nhƣ: Bit, Byte, Word, Double Word. Bit: là 1 ô nhớ có giá trị logic là 0 hoặc 1. Byte gồm 8 bit MSB LSB Word(từ đơn): 1 từ gồm có 2 byte. Byte thấp Byte caoTh.s Phạm Phú Thọ Trang 25/94
29. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửCách đặt địa chỉ cho các module mở rộng CPU 224. III. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PLC 1. Cấu trúc chương trình: Các chƣơng trình cho S7-200 phải luôn có một chƣơng trình chính (Main Program). Nếu có sử dụng chƣơng trình con và chƣơng trình xử lý ngắt thì đƣợc viết tiếp sau chƣơng trình chính. 2. Thực hiện chương trình: PLC thực hiện chƣơng trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp đƣợc gọi là vòng quét, mỗi vòng quét bao gồm các bƣớc sau: – Đọc các ngỏ vào ra bộ đệm – Thực hiện chƣơng trình – CPU tự kiểm tra, truyền thông – Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ra các ngỏ raTh.s Phạm Phú Thọ Trang 29/94
30. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 3. Quy trình thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC Để chƣơng trình gọn gàng, dễ quan sát và không nhầm lẫn địa chỉ trong quá trình thảo chƣơng trình, thực hiện các yêu cầu sau: Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống Xác định có bao nhiêu tín hiệu vào / ra Lập bảng phân phối nhiệm vụ I / O Xây dựng giải thuật hoặc Grafcet Viết và kiểm tra chƣơng trình chạy demo Kết nối thiết bị và kiểm tra hệ thống hoạt động 4. Ngôn ngữ lập trình a. Ladder Logic: LAD (Ladder): là phƣơng pháp lập trình hình thang, thích hợp trong ngành điện công nghiệp.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 30/94
31. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử b. Statement List: STL (Statement List): là phƣơng pháp lập trình theo dạng dòng lệnh giống nhƣ ngôn ngữ Assemply, thích hợp cho ngành máy tính. c. Function Block: FBD (Flowchart Block Diagram): là phƣơng pháp lập trình theo sơ đồ khối, thích hợp cho ngành điện tử số. Phần mềm hỗ trợ lập trình đầy đủ nhất hiện này là Step7-Micro/Win 32 V4.0. Ngoài ra, S7-200 còn kết nối thích hợp với nhiều loại màn hình HMI của Siemens nhƣ loại TP, OP, TD, và các loại màn hình khác. Tài liệu này chủ yếu giới thiệu về các lệnh lập trình dùng dạng Ladder.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 31/94
34. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử CHƢƠNG 3: TẬP LỆNH LẬP TRÌNH PLC SIEMENS S7-200I. BIT LOGIC(CÁC LỆNH TIẾP ĐIỂM) 1. Tiếp điểm thường hở L N Tiếp điểm thƣờng hở sẽ đóng khi giá A trị của bit có địa chỉ là n bằng 1. D Toán hạng n: I, Q, M, SM, T, C, V. Ví dụ: Bình thƣờng tại tiếp điểm này sẽ hở mạch, khi có tín hiệu mức 1 ( 24VDC ) vào I0.1 thì làm tiếp điểm này đóng lại. Sử dụng không hạn định số lệnh tiếp điểm trên cùng 1 địa chỉ. Có thể mắc nối tiếp hoặc song song nhiều lệnh tiếp điểm. Mạch này sẽ đóng khi chỉ I0.3 hoặc cả I0.1 và I0.2 cùng đóng. 2. Tiếp điểm thường đóng L N Tiếp điểm thƣờng đóng sẽ đóng khi giá A trị của bit có địa chỉ là n bằng 0. D Toán hạng n: I, Q, M, SM, T, C, V.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 34/94
35. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Ví dụ: Bình thƣờng tại tiếp điểm này sẽ đóng mạch, khi có tín hiệu mức 1 ( 24VDC ) vào I0.1 thì làm tiếp điểm này sẽ hở ra. Sử dụng không hạn định số lệnh tiếp điểm trên cùng 1 địa chỉ. Có thể mắc nối tiếp hoặc song song nhiều lệnh tiếp điểm. Mạch này sẽ hở khi cả I0.4 và I0.5 hoặc cả I0.1 và I0.2 cùng đóng. 3. Lệnh Out L Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng A 1 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 D và ngƣợc lại. Toán hạng n: Q, M, SM, T, C, V. Chỉ sử dụng 1 lệnh Out cho 1 địa chỉ. Lệnh xuất tín hiệu điều khiển ở ngỏ ra hoặc cho các lệnh trung gian. Ví dụ: Ngỏ ra bằng 0 khi chỉ 1 trong 2 ngỏ vào = 0. Bằng 1 khi cả 2 ngỏ vào này =1. Ví dụ này thực hiện trên các nút điều khiển là công tắc gạt. Khi kết nối 2 ngỏ vào I0.1 và I0.2 bằng 2 nút nhấn thì phải viết chƣơng trình có tự duy trì.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 35/94
36. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Có thể viết chƣơng trình sử dụng các tiếp điểm trung gian là M. 4. Lệnh Set L Giá trị của các bit có địa chỉ đầu tiên là n sẽ A bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng 1. Khi D đầu vào của lệnh bằng 0 thì các bit này vẫn giữ nguyên trạng thái. Trong đó số bit là giá trị của i. Toán hạng n: Q, M, SM, T, C, V. i: IB, QB, MB, SMB, VB, AC, hằng số. 5. Lệnh Reset L Giá trị của các bit có địa chỉ đầu tiên là n sẽ A bằng 0 khi đầu vào của lệnh này bằng 1. Khi D đầu vào của lệnh bằng 0 thì các bit này vẫn giữ nguyên trạng thái. Trong đó số bit là giá trị của i. Toán hạng n: Q, M, SM, T, C, V. i: IB, QB, MB, SMB, VB, AC, hằng số. Lệnh Set và Reset luôn đƣợc sử dụng đi đôi.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 36/94
37. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Ví dụ: Ở đây khi chạy chƣơng trình I0.1 và I0.2 đƣợc thí nghiệm nhƣ là 2 nút nhấn. 6. Tiếp điểm phát hiện cạnh lên L P Tiếp điểm phát hiện cạnh lên sẽ phát ra một A xung khi đầu vào tiếp điểm P có sự chuyển D đổi từ mức thấp lên mức cao. Độ rộng của xung này bằng thời gian của một chu kì quét. 8. Tiếp điểm phát hiện cạnh xuống L N Tiếp điểm phát hiện cạnh xuống sẽ phát ra A một xung khi đầu vào tiếp điểm N có sự D chuyển đổi từ mức cao xuống mức thấp. Độ rộng của xung này bằng thời gian của một chu kì quét. Mạch phát hiện cạnh lên. Mạch phát hiện cạnh xuống.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 37/94
38. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Xoá các bit. 9. Bài tập Thực hiện viết chƣơng trình theo các mô tả trong các bài tập sau: a. Điều khiển một đối tƣợng (nhƣ là: động cơ, van solennoid, đèn, chuông, quạt, … ) chạy và dừng bằng một công tắc gạt. b. Điều khiển một đối tƣợng (nhƣ là: động cơ, van solennoid, đèn, chuông, quạt, … ) chạy và dừng bằng hai nút nhấn ON và OFF. Ví dụ: Nhấn nút ON, đèn A sáng. Nhấn nút OFF đèn A tắt. c. Nhấn cả 2 nút ON1 và ON2 thì đèn A sáng. Nhấn 1 trong 2 nút OFF1 hoặc OFF2 thì đèn A tắt.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 38/94
39. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửII. MỘT SỐ LỆNH TIẾP ĐIỂM ĐẶC BIỆT 1. Tiếp điểm SM0.0 Tiếp điểm luôn luôn đóng. 2. Tiếp điểm SM0.1 Tiếp điểm phát ra 1 xung khi PLC chuyển từ chế độ STOP sang RUN. Netword 2 3. Tiếp điểm SM0.4 Tiếp điểm tạo xung liên tục, với chu kì là 60 giây. 30 giây đầu ở mức thấp, 30 giây sau ở mức cao. 4. Tiếp điểm SM0.5 Tiếp điểm tạo xung liên tục, với chu kì là 1 giây. 0.5 giây đầu ở mức thấp, 0.5 giây sau ở mức cao. 5. Bài tập a. Kiểm tra hoạt động các tiếp điểm SM0.0; SM0.1; SM0.4; SM0.5. Xem hƣớng dẫn trong tài liệu. b. Kiểm tra hoạt động tiếp điểm P và N. Xem hƣớng dẫn trong tài liệu.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 39/94
40. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 6. Khi chuyển chế độ hoạt động từ STOP sang RUN thì đèn A sáng. Nhấn nút RESET thì đèn A tắt. 7. Điều khiển đèn A sáng tắt với chu kì là 1 giây bằng 2 nút nhấn ON và OFF. 8. Nhấn nút Open thì đèn A sáng tắt với chu kì 1 giây đồng thời cửa mở, gập công tắc hành trình GH1 thì đèn A và cửa dừng. Nhấn nút Close thì A sáng tắt với chu kì 1 giây đồng thời cửa đóng, gập công tắc hành trình GH2 thì đèn A và cửa dừng. Cửa đang hoạt động nhấn nút Stop thì cửa dừng. 9. Khi nhấn nút ON lần 1 thì đèn A sáng, nhả tay ra đèn B sáng. Nhấn nút ON lần 2 thì đèn C sáng, nhả tay ra thì đèn D sáng. Nhấn nút OFF cả 4 đèn cùng tắt.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 40/94
43. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửLưu ý:Bộ định thời Tonr không tự Reset khi đầu vào IN=0. Do đó muốn Reset phải dùngthêm 1 lệnh ở netword 4.Bài tập: 1. Nhập và kiểm tra hoạt động bộ Ton. Chú ý phân biệt loại bộ định thời và độ phân giải. Tham khảo trong tài liệu. 2. Nhấn nút ON đèn A sáng, sau 5 giây đèn A tự tắt. Nhấn nút OFF đèn A tắt. 3. Nhấn nút Start động cơ khởi động ở chế độ sao, sau 3 giây chuyển sang chế độ tam giác. Nhấn nút Stop động cơ dừng. 4. Nhấn nút ON motor_1 hoạt động, sau 4 giây motor_2 hoạt động, sau 4 giây motor_3 hoạt động. Nhấn nút OFF cả 3 motor cùng dừng. 5. Cảm biến SS tác động, cửa mở ra. Gập công tắc hành trình GH1 cửa dừng, sau 3 giây cửa tự đóng lại. Cửa dừng khi gập công tắc hành trình GH2. 6. Nhấn nút ON motor quay thuận, sau 5 giây chuyển sang quay nghịch, sau 7 giây tự dừng. Nhấn nút OFF motor dừng. 7. Nhấn nút ON van điện từ A hoạt động, cảm biến SS2 tác động thì van A dừng, van B hoạt động. Cảm biến SS3 tác động thì van B dừng, motor M hoạt động trong 4 giây. Sau đó motor M dừng, van C hoạt động. Khi cảm biến SS1 ngừng tác động thì van C dừng. Chu kì mới tự động lập lại. Nhấn nút OFF thì hệ thống dừng.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 43/94
44. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửIV. BỘ ĐẾM_COUNTER 1. CTU L CTU đếm lên số sƣờn lên đầu vào chân CU A Khi giá trị đếm đƣợc lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt D trƣớc PV thì các tiếp điểm của bộ CTU này tác động. Các tiếp điểm thƣờng hở sẽ đóng và các tiếp điểm thƣờng đóng sẽ hở. Khi đầu vào chân R lên mức 1 sẽ reset các giá trị đếm đƣợc và các tiếp điểm thƣờng hở sẽ hở và các tiếp điểm thƣờng đóng sẽ đóng. Toán hạng: Cxxx = C0 C47, C80 C127Ví dụ:Th.s Phạm Phú Thọ Trang 44/94
45. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 2. CTUD L CTUD đếm lên số sƣờn lên đầu vào chân CU A CTUD đếm xuống số sƣờn lên đầu vào CD. D Khi giá trị đếm đƣợc lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trƣớc PV thì các tiếp điểm của bộ CTU này tác động. Các tiếp điểm thƣờng hở sẽ đóng và các tiếp điểm thƣờng đóng sẽ hở. Khi đầu vào chân R lên mức 1 sẽ reset các giá trị đếm đƣợc và các tiếp điểm thƣờng hở sẽ hở và các tiếp điểm thƣờng đóng sẽ đóng. Toán hạng: C48 C79Ví dụ:Bài tập: 1. Nhập và kiểm tra hoạt động bộ CTU và bộ CTUD. Chú ý phân biệt loại bộ Counter và các chân đếm xung. Tham khảo trong tài liệu.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 45/94
46. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 2. Nhấn nút ON đèn A sáng tắt với chu kì 1 giây (dùng SM0.5), đếm số lần chớp tắt từ đèn A, đủ 10 lần đèn A dừng. Khi nhấn nút OFF đèn A dừng liền. 3. Nhấn nút ON thì motor chạy, đếm đủ 4 sản phẩm từ cảm biến S1 thì motor tự dừng. Sau 3 giây thì motor tự lập lại chu kì mới. Nhấn nút OFF thì motor dừng. 4. Nhấn nút Start thì motor_1 hoạt động, gập cảm biến S1 thì motor_1 dừng và motor_2 hoạt động. Lúc này đếm số sản phẩm từ S2, đủ 5 sản phẩm thì motor_2 dừng. Sau 3 giây thì chu kì mới tự động lập lại. Nhấn nút Stop thì hệ thống dừng. 5. Cảm biến S1 báo có xe ở ngỏ vào, cảm biến S2 báo có xe ở ngỏ ra. Bình thƣờng khi chƣa đủ xe thì đèn xanh sáng, đèn đỏ tắt. Khi đếm đủ 10 xe thì đèn xanh tắt và đèn đỏ sáng. 6. Nhấn tín hiệu khởi động Start thì động cơ hoạt động, cảm biến S1 đếm tất cả số sản phẩm, cảm biến S2 chỉ đếm các sản phẩm hƣ. Khi đếm đủ 10 sản phẩm thì động cơ tự dừng. Sau 3 giây thì hệ thống tự động lập lại. Nhấn nút Stop thì động cơ dừng. Nhấn nút Start thì động cơ hoạt động tiếp tục.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 46/94
52. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử c. Điều khiển 4 đèn A, B, C, D sáng dần. Thời gian chuyển đổi là 1 giây. Dùng SM0.5 cho bộ đếm và so sánh từ bộ đếm. d. Điều khiển 4 đèn A, B, C, D sáng dồn. Thời gian chuyển đổi là 1 giây. Dùng SM0.5 cho bộ đếm và so sánh từ bộ đếm. e. Điều khiển 6 đèn giao thông với đỏ sáng 6 giây, xanh sáng 4 giây, vàng sáng 2 giây. Bằng cách vẽ giản đồ thời gian và so sánh.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 52/94
53. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửVI. HÀM DI CHUYỂN DỮ LIỆU_MOV L Hàm MOV-B lấy giá trị trong IN và chứa ra A OUT. D Toán hạng: IN, OUT : 1 byte Hàm MOV-W lấy giá trị trong IN và chứa ra OUT. Toán hạng: IN, OUT : 1 word Hàm MOV-DW lấy giá trị trong IN và chứa ra OUT. Toán hạng:IN, OUT : 1 d-word Hàm MOV-R lấy giá trị trong IN và chứa ra OUT. Toán hạng: IN, OUT : 1 số thực 32 bit.Ví dụ 1:Th.s Phạm Phú Thọ Trang 53/94
54. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửVí dụ 2:Th.s Phạm Phú Thọ Trang 54/94
55. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửVII. LỆNH CHUYỂN ĐỔI_CONVERT L Hàm B-I lấy giá trị trong IN (1 byte ) chuyển A thành 1 word và chứa ra OUT. D Toán hạng: IN : 1 byte. OUT: 1 word Hàm I-B lấy giá trị trong IN (1 word ) chuyển thành 1 byte và chứa ra OUT. Toán hạng: IN : 1 word. OUT: 1byte. Hàm I-DI lấy giá trị trong IN (1 word ) chuyển thành 1 d-word và chứa ra OUT. Toán hạng: IN : 1 word. OUT: 1 d-word. Hàm DI-I lấy giá trị trong IN (1 d-word ) chuyển thành 1 word và chứa ra OUT. Toán hạng: IN : 1 d-word. OUT: 1 word Hàm DI-R lấy giá trị trong IN (1 d-word ) chuyển thành 1 số thực 32 bit và chứa ra OUT. Toán hạng: IN : 1 d-word. OUT: 1 số thực 32 bit Hàm BCD-I lấy giá trị trong IN (1 word dạng số BCD ) chuyển thành 1 word dạng số nguyên và chứa ra OUT. Toán hạng: IN : 1 word. OUT: 1 word.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 55/94
56. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Hàm I-BCD lấy giá trị trong IN (1 word dạng số nguyên ) chuyển thành 1 word dạng số BCD và chứa ra OUT. Toán hạng: IN : 1 word. OUT: 1 word. Hàm TRUNC lấy giá trị trong IN (1 d-word dạng số thực 32 bit ) chuyển thành 1 d-word dạng số nguyên và chứa ra OUT. Toán hạng: IN:1 số thực 32 bit. OUT: 1d- word 1. BÀI TẬP VÍ DỤ LAD STL Network 1 LD I0.0 TRUNC 4.59, VD0 Khi I0.0 lên mức 1 thì hàm TRUNC lấy giá trị tại IN là 4.59 dạng số thực chuyển sang dạng số nguyên có giá trị là 4 chứa ra OUT tại thanh ghi VD0Th.s Phạm Phú Thọ Trang 56/94
57. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Chƣơng 4: BÀI TẬP THỰC HÀNH Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng Nội quy xƣởng – An toàn lao động. Tổ chức 1 trang bị nơi làm việc. S7-200 2 1 3 Khảo sát tủ điều khiển dùng PLC S7-200.Nội quy xưởng:- Đi học đúng giờ, tác phong nghiêm chỉnh, để cặp và giày dép đúng nơi quy định.- Không hút thuốc, ăn uống, đùa giỡn.- Chỉ thực hành trên các thiết bị, phần mềm đƣợc sự cho phép của GVHD.- Khi có sự cố thiết bị phải báo ngay cho GVHD.- Có ý thức giử gìn, bảo vệ tài sản, thiết bị.- Không đƣợc tự ý thay đổi, di chuyển, mang thiết bị ra khỏi phòng.- Thu dọn ngăn nắp, vệ sinh sạch sẽ khi học chúng tôi toàn lao động:Tổng quan Học viên chỉ đƣợc làm việc trên trạm dƣới sự giám sát của giáo viên. Nắm vững các thông số trong bảng thông số của từng phần tử.Điện Chỉ kết nối hoặc tháo các dây cáp khi đã ngắt điện. Các đầu nối điện đƣợc đi dây hoặc tháo ra chỉ khi nguồn điện đã đƣợc ngắt.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 57/94
58. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Sử dụng điện áp thấp đến 24V DC.Khí nén Không đƣợc vƣợt quá áp suất cho phép 8 bar. Không đƣợc bật nguồn khí nén tới khi các anh đã hoàn thành và lắp ráp đảm bảo tất cả các nối ống khí. Không đƣợc tháo đƣờng ống dẫn khi có áp suất. Đặc biệt phải chú ý cẩn thận khi bật nguồn công tắc khí nén. Các xylanh có thể đi ra hoặc co vào ngay lập tức khi bật công tắc nguồn khí nén.Cơ khí Lắp đặt an toàn tất cả các phần tử khi vận hành. Không đƣợc can thiệp bằng tay cho tới khi máy đƣợc dừng hoàn toàn. Thông số Giá trị Ap suất làm việc 6 bar Điện áp nguồn 220VAC Tín hiệu vào số 24 VDC Tín hiệu ra số 24 VDCTổ chức trang bị nơi làm việc- Mỗi bộ máy tính, bộ PLC sử dụng cho 1 hoặc 2 học viên.- Học viên sử dụng các mô hình đƣợc quy định trong từng bài học.- Đầu giờ học viên lấy PLC, dây nguồn và nhận dây cáp từ GVHD.- Cuối giờ học viên tắt máy tính, thu dọn và trả cáp lại cho GVHD.Tổng quan về PLC- Học viên đọc tài liệu trƣớc trong chƣơng I và chƣơng II.- Ghi nhận các thắc mắc và trao đổi với giáo viên.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 58/94
59. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửKhảo sát tủ điều khiển dùng PLC S7-200 Các vấn đề cần khảo sát: – CP cấp nguồn 1 phase và vị trí lắp đặt nguồn nuôi của PLC. – CP cấp nguồn 3 phase và các cầu chì. – Bộ nguồn chuyển đổi tín hiệu từ 220 VAC thành 24 VDC. – Các Terminal có điện áp 24VDC – Các terminal có điện áp 220VAC – Các chân terminal dùng để kết nối ngỏ vào. – Các chân terminal dùng để kết nối ngỏ ra. – Các chân terminal dùng để kết nối tín hiệu analog. – Các Relay. – Các Contactor.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 59/94
60. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 2 Lắp đặt, lập trình và kiểm S7-200 1 2 3 tra hoạt động các thiết bị trên panel điều khiển.Cho panel điều khiển nhƣ hình vẽ: Các thiết bị thƣờng đƣợc sử dụng trên panel baogồm các nút nhấn Start, Stop, Reset, …; Các công tắc Auto, Man, Công tắc chọnthiết bị điều khiển; nút nhấn E-Stop; các đèn báo trạng thái điều khiển,…Có thể dùngnhiều thiết bị tuỳ theo yêu cầu điều khiển.Thực hiện:- Vẽ sơ đồ đấu dây giao tiếp giữa các thiết bị trên panel với plc.- Đấu dây giao tiếp.- Kiểm tra kết nối ( Học viên + Giáo viên)- Lập trình PLC điều khiển.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 60/94
61. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửNút nhấn thƣờng đƣợc dùng để đóng hay mở một mạch điện. Nó gồm hai loại. 1. Nút nhấn thường mở Ở trạng thái không tác động, mạchkhông đƣợc nối. Khi nút nhấn bị tác độngmạch sẽ đƣợc đóng lại và khi thôi tác độngdo sự đàn hồi của lò xo mạch sẽ tự ngắt. Ký hiệu Nút nhấn thường mở 2. Nút nhấn thường đóng Ở trạng thái không tác động, mạchsẽ đƣợc nối. Khi nút nhấn bị tác độngmạch sẽ đƣợc đóng lại và khi thôi tác độngdo sự đàn hồi của lò xo mạch sẽ tự ngắt. nhấn thường mở Ký hiệu Nút nhấn thường đóng 3. Công tắc chuyển mạchKhi tác động thì mạch thƣờng mở sẽchuyển sang thƣờng đóng và mạchthƣờng đóng sẽ chuyển sang thƣờngmở. Ký hiệu Nút nhấn chuyển mạchTh.s Phạm Phú Thọ Trang 61/94
62. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tửSơ đồ mạch E-Stop (sơ đồ mạch tham khảo_không thực hành đấu nối).Bài tập thực hiện: 1. Điều khiển một đối tƣợng (nhƣ là: động cơ, van solennoid, đèn, chuông, quạt, … ) chạy và dừng bằng một công tắc gạt. 2. Điều khiển một đối tƣợng (nhƣ là: động cơ, van solennoid, đèn, chuông, quạt, … ) chạy và dừng bằng hai nút nhấn ON và OFF. 3. Điều khiển đảo chiều quay motor (loại xoay chiều 3 pha) bằng 3 nút nhấn FOR(chạy thuận), REV(chạy ngƣợc lại), STOP(dừng). Mỗi thời điểm chỉ chạy một chiều. 4. Nhấn cả 2 nút PB1 và PB2 thì động cơ chạy. Nhấn 1 trong 2 nút STOP_1 và STOP_2 thì động cơ dừng. 5. Nhấn nút FOR thì đèn A sáng, nhấn nút REV thì đèn B sáng. Nhấn nút STOP cả 2 đèn cùng tắt. Mỗi thời điểm chỉ có một đèn sáng. 6. Ở bài tập trên, có thêm 2 đèn báo A và B. Đèn A báo khi đối tƣợng chạy, đèn B báo khi đối tƣợng dừng.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 62/94
63. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng Lắp đặt, lập trình và kiểm S7-200 1 2 3 3 tra hoạt động cảm biến công nghiệp. I. GIỚI THIỆU Cảm biến đƣợc sử dụng rất rộng rãi trong các quy trình điều khiển, từ dân dụng đến công nghiệp, công dụng dụng chung thƣờng là: – Xác định vị trí của bệ máy, vị trí phôi, vị trí xylanh. – Mức chất lỏng. – Xác định màu sắc phôi. – Xác định phôi dạng kim loại, từ, nhựa, hay trong suốt. – Đo nhiệt độ, độ ẩm, độ ph; Báo khói, báo cháy,… – Xác định vùng an toàn làm việc của máy. II. MỘT SỐ CẢM BIẾN HIỆN ĐẠI DÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP Các loại cảm biến trong công nghiệp thƣờng có 03 đầu dây ra với màu dây đƣợc quy định cụ thể theo chuẩn quốc tế, một số loại có 02 đầu dây, một số loại có 4 đầu dây (đọc manual có hƣớng dẫn chi tiết). – Dây màu nâu (Brown – BN) hoặc màu đỏ (Red – RD): cấp nguồn dƣơng 24VDC. – Dây màu đen (Black – BK): ngỏ ra của tín hiệu, có 02 loại npn hoặc pnp. – Dây màu xanh dƣơng (Blue – BU): cấp nguồn âm, nối 0 VD. 1. Công tắc hành trình: Giới thiệu một số loại thông dụng:Th.s Phạm Phú Thọ Trang 63/94
64. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Hoạt động: Công tắc hành trình là một dạng công tắc, nhƣng khác với công tắc thƣờng là tác động bằng tay, còn công tắc hành trình đƣợc tác động bằng bệ máy hay các cơ cấu di chuyển, mục đích xác định hành trình đi của máy hay cơ cấu, gọi chung là công tắc hành trình.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 64/94
65. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Công tắc hành trình có 02 tiếp điểm bên trong là dạng thƣờng đóng và thƣờng hở. Khi tác động thì 02 tiếp đểm này đảo trạng thái với nhau. Ví dụ: 2. Bộ cảm biến từ: Ký hiệu: + + Output Output – – – Điện áp định mức: 10 – 30 VDC. – Tần số hoạt động: 800Hz – Dòng ngỏ ra: 400mA – Khoảng cách tác động: tùy theo từng loại mà khoảng cách tác động khác nhau, nhƣ: 2mm, 4mm, 8mm, 10mm,…18mm. – Đa số cảm biến từ có thể tác động khi đƣa một vật bằng kim loại đến gần, một số ít chỉ tác động khi mang vật có từ tính đến gần.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 65/94
66. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 3. Bộ cảm biến điện dung: + Output – – Điện áp định mức: 10V – 30V DC . – Tần số: 100Hz. – Dòng điện ngõ ra: 200mA. – Khoảng cách tác động: Tuỳ từng loại cảm biến mà có các khoảng cách tác động 2mm; 4mm; 8mm; 10mm… đến 18mm. – Vật tác động: kim loại, chất lỏng. 4. Cảm biến quang: + Output – – Điện áp định mức: 10V – 30V DC . – Tần số: 200Hz. – Dòng điện ngõ ra: 400mA.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 66/94
67. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử – Khoảng cách tác động: o Loại phản xạ: 50mm đến 600mm o Loại thu phát riêng kiểu che chắn: 20cm đến 20m. Một số cảm biến dùng phát hiện khoảng cách xa. 5. Cảm biến sợi quang – Khoảng cách tác động 30 – 80mm. – Nguồn điện 24VDC. – Ngỏ ra tác động PNP – Kết nối dùng 4 chân.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 67/94
68. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử III. LẮP ĐẶT 1. Cảm biến (Input module). Phần công tắc hành trình: Lắp đặt giống nhƣ lắp đặt công tắc bình thƣờng. (dùng tiếp điểm thƣờng hở). Lưu ý: lắp đặt xong phải thử nghiệm hoạt động của các thiết bị này.Một số bài tập cần thực hiện: 1. Sau khi nhấn tín hiệu khởi động ON, cảm biến S1 chờ khi phát hiện có sản phẩm thì đối tƣợng chạy. Đối tƣợng dừng khi nhấn nút OFF hoặc cảm biến S2 phát hiện có sản phẩm. 2. Điều khiển đảo chiều quay motor (loại xoay chiều 3 pha hoặc 1 chiều ) bằng 3 nút nhấn FOR(chạy thuận), REV(chạy ngƣợc lại), STOP(dừng). Mỗi thời điểm chỉ chạy một chiều. 3. Bài tập trên, có 3 đèn báo A, B, C. Báo động cơ chạy thuận, chạy nghich, dừng. 4. Khi nhấn nút ON thì đối tƣợng 1 chạy, cảm biến S1 tác động thì đối tƣợng 1 dừng, đối tƣợng 2 chạy. Cảm biến S2 tác động thì đối tƣợng 2 dừng, đối tƣợng 1 hoạt động lại. Nhấn nút OFF cả 2 đối tƣợng cùng dừng.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 68/94
69. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 4 Lập trình điều khiển delay S7-200 1 2 3 dùng bộ Timer.- Đọc và tìm hiểu hoạt động các bộ định thời.- Nhập vào máy tính ví dụ phần bộ Timer, nạp và kiểm tra chƣơng trình hoạt động.- Phân tích và sử dụng đƣợc các bộ định thời.Một số bài tập cần thực hiện: 1. Gạt công tắc SW1 lên, sau 5 giây đèn A sáng. Gạt công tắc xuống đèn A tắt. 2. Nhấn nút ON đèn A sáng, sau 5 giây đèn A tự tắt. Khi đèn A đang sáng, nhấn nút OFF đèn A tắt. 3. Cảm biến SS tác động, cửa mở ra. Cửa di chuyển gập công tắc hành trình GH1 cửa dừng, sau 3 giây cửa tự đóng lại. Cửa dừng khi gập công tắc hành trình GH2. 4. Nhấn nút ON motor_1 hoạt động, sau 4 giây motor_2 hoạt động, sau 4 giây motor_3 hoạt động. Nhấn nút OFF cả 3 motor cùng dừng. 5. Nhấn nút ON motor quay thuận, sau 5 giây chuyển sang quay nghịch, sau 7 giây tự dừng. Nhấn nút OFF motor dừng. 6. Cảm biến SS tác động, cửa mở ra. Cửa di chuyển gập công tắc hành trình GH1 cửa dừng, sau 3 giây cửa tự đóng lại. Cửa dừng khi gập công tắc hành trình GH2. 7. Nhấn nút ON motor quay thuận, sau 5 giây chuyển sang quay nghịch, sau 7 giây tự dừng. Nhấn nút OFF motor dừng. Bài tập bên dưới sử dụng bộ Tonr. 8. Nhấn nút khởi động ON động cơ bồn trộn hoạt động đủ 15s thì dừng, nhấn nút dừng OFF thì động cơ dừng. Nhấn ON thì động cơ hoạt động tiếp, đủ 15 giây thì động cơ tự dừng. Nhấn nút Reset thì xoá thời gian định thời.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 69/94
70. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 5 Lập trình điều khiển đếm S7-200 1 5 6 sản phẩm dùng bộ Counter.- Đọc và tìm hiểu hoạt động các bộ đếm.- Nhập vào máy tính ví dụ phần bộ Counter, nạp và kiểm tra chƣơng trình hoạt động.- Phân tích và sử dụng đƣợc các bộ đếm.Một số bài tập cần thực hiện: 1. Nhấn nút ON đèn A sáng tắt với chu kì 1 giây (dùng SM0.5), đếm số lần chớp tắt từ đèn A, đủ 10 lần đèn A dừng. Khi nhấn nút OFF đèn A dừng liền. 2. Nhấn nút ON thì motor chạy, đếm đủ 4 sản phẩm từ cảm biến S1 thì motor tự dừng. Sau 3 giây thì motor tự lập lại chu kì mới. Nhấn nút OFF thì motor dừng. 3. Nhấn nút Start thì motor_1 hoạt động, gập cảm biến S1 thì motor_1 dừng và motor_2 hoạt động. Lúc này đếm số sản phẩm từ S2, đủ 5 sản phẩm thì motor_2 dừng. Sau 3 giây thì chu kì mới tự động lập lại. Nhấn nút Stop thì hệ thống dừng.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 70/94
71. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử 4. Cảm biến S1 báo có xe ở ngỏ vào, cảm biến S2 báo có xe ở ngỏ ra. Bình thƣờng khi chƣa đủ xe thì đèn xanh sáng, đèn đỏ tắt. Khi đếm đủ 10 xe thì đèn xanh tắt và đèn đỏ sáng. 5. Điều khiển hệ thống đếm sản phẩm nhƣ hình bên. Cảm biến S1 Băng tải M1 Băng tải M2 Cảm biến S2 Khi nhấn nút khởi động Start thì cả 2 băng tải cùng chạy. Sản phẩm đƣợc đếm riêng biệt bởi các cảm biến S1 và S2. Đếm đủ 3 sản phẩm từ S1 thì băng tải M1 dừng và 5 sản phẩm từ S2 thì băng tải M1 dừng. Sau 3 giây chu kì mới tự động lập lại. Nhấn nút Stop thì hệ thống dừng.Th.s Phạm Phú Thọ Trang 71/94
72. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 6 Lập trình điều khiển đèn S7-200 1 2 3 giao thông và các đèn chiếu sáng.- Tham khảo tài liệu lệnh so sánh.- Nhập vào các lệnh so sánh và kiểm tra hoạt động.Một số bài tập cần thực hiện: a. Nhập các hàm so sánh ( So sánh lớn hơn hoặc bằng, so sánh nhỏ hơn hoặc bằng, so sánh bằng,… dùng loại so sánh theo word. ) vào và kiểm tra hoạt động. Tham khảo trong tài liệu và giáo viên. Chú ý phân biệt các loại so sánh. b. Đếm sản phẩm từ I0.1 và báo số lƣợng sản phẩm theo yêu cầu sau: i. Không có sản phẩm đèn A sáng. ii. Từ 1 10 sản phẩm, đèn B sáng. iii. Từ 11 20 sản phẩm, đèn C sáng. iv. Từ 20 sản phẩm trở lên đèn D sáng. c. Điều khiển 4 đèn A, B, C, D sáng dần. Thời gian chuyển đổi là 1 giây. Dùng SM0.5 cho bộ đếm và so sánh từ bộ đếm. Đèn A B C D t(s) 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 2 1 1 0 0 3 1 1 1 0 4 1 1 1 1 5(reset) 0 0 0 0Th.s Phạm Phú Thọ Trang 72/94