Đề cương thực hành PLC S7-200


(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn: Sưu tầm
Người gửi: Đinh Tiến Dũng
Ngày gửi: 08h:26' 05-05-2008
Dung lượng: 750.5 KB
Số lượt tải: 2226
Số lượt thích: 0 người
Bài 1: Tổng quan cấu trúc phần cứng của PLC S7 200.
I. Mục đích, yêu cầu:
1. Mục đích:
Cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về:
- PLC S7-200.
- Giới thiệu PLC S7-200 và module mở rộng có trên thực tế.
- Giới thiệu về mô hình thực tập:
+ Cấu trúc của mô hình.
+ Các thành phần của mô hình và sự liên quan.
+ Nguyên lý hoạt động của mô hình.
2. Yêu cầu:
Học xong bài này người học có thể:
- Biết được cấu trúc cơ bản của một PLC và hệ PLC S7-200 trên thực tế.
- Vận dụng mô hình thực tế để làm một số bài tập mẫu.
- Có thái độ học tập đúng đắn, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
II. Nội dung:
1. PLC S7-200:
a. Thế nào là PLC S7-200:
PLC S7-200 là loại thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của SIEMEN (các Micro PLC) nó có thể được ứng dụng để điều khiển nhiều loại ứng dụng tự động.
Với thiết kế gọn nhẹ, nhiều khả năng mở rộng giá thành rẻ và một cấu trúc mạch linh hoạt tạo cho S7-200 Micro PLC có một vị trí hoàn hảo khi ứng dụng cho các chương trình điều khiển nhỏ và trung bình.


Với dòng PLC S7 - 200, SIEMEN có các họ CPU cơ bản sau:
+ Họ 21x: 212, 214, 216, 218. Với họ CPU này do có nhiều nhược điểm không còn phù hợp với các hệ thống điều khiển hiện đại nên đã ít được sử dụng
+ Họ 22x: 222, 224, 226, 228. Đây là dòng CPU được sử dụng rất nhiều hiện nay vì tốc độ xử lý cao, kết cấu linh hoạt, hỗ


trợ truyền thông mạnh, có cấp bảo vệ chịu được môi trường công nghiệp như rung, bụi, các nhiễu từ trường…
b. Cấu trúc phần cứng và vòng quét của PLC:
* Thành phần cơ bản của hệ thống S7-200 Micro PLC:
+ Một CPU S7-200.
+ Một máy tính cá nhân (PC).













+ Phần mềm STEP-7 Micro/Win32: dùng để lập trình các chương trình điều khiển cho PLC.
+ Cáp truyền thông: dùng để truyền thông từ PLC đến máy tính hoặc đến các PLC khác. (cáp PC/PPI, cáp MPI, card truyền thông CP5611).
* Các thông số kỹ thuật chính của PLC S7- 200 (loại 22x):
- Bộ nhớ: + Chương trình: từ 32 đến 64Kb tuỳ theo loại CPU.
+ Dữ liệu: từ 16Kb đến 40Kb tuỳ theo loại CPU
 
CPU 221
CPU 222
CPU 224
CPU 226

Số I/O số có sẵn trên CPU
6IN/4OUT
8IN/6OUT
14IN/10OUT
24IN/16OUT

Số module tối đa có thể ghép nối
Không có
2 module
7 module
7 module

Số lợng I/O số tối đa
128IN
128OUT
128IN
128OUT
128IN
128OUT
128IN
128OUT

Số lợng I/O Analog tối đa
Không có
16IN
16OUT
32IN
32OUT
32IN
32OUT

Các Counter/ Timer
256/256
 256/256
256/256
256/256

- Một số tính năng khác:

CPU 221
CPU 222
CPU 224
CPU 226

Tốc độ xử lý logic tại tốc độ 33MHZ
0.37(s/lệnh
0.37(s/lệnh
0.37(s/lệnh
0.37(s/lệnh

Phép toán số nguyên
(+,-,*,/)
Có
Có
Có
Có

Phép toán số thực (+,-,*,/)
Có
Có
Có
Có

Các vòng lặp For/Next
Có
Có
Có
Có

Bộ đếm tốc độ cao
20KHz
20KHz
20KHz
20KHz

Các đầu ra dạng xung
2 (20KHz)
2 (20KHz)
2 (20KHz)
2 (20KHz)

Các ngắt thời gian
2 (1-255ms)
2 (1-255ms)
2 (1-255ms)
2 (1-255ms)

* Chu kì vòng quét của PLC:
CPU S7.200 được thiết kế để thực hiện một chuỗi các công việc, lặp đi lặp lại. Việc thực hiện một cách có chu kì được gọi là chu kì vòng quét.
Trong 1 chu kì vòng quét, CPU thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Đọc các tín hiệu đầu vào.
- Thực hiện chương trình.
- Xử lí tất cả các yêu cầu truyền thông và thực hiện viêc tự kiểm tra lỗi.
- Đưa tín hiệu tới các đầu ra.







- Đọc giá trị đầu vào số:
Mỗi chu kì quét bắt đầu bằng việc đọc trạng thái của các đầu vào số và sau đó ghi trạng thái đó tới vùng nhớ đệm đầu vào (I).
CPU không truy cập các tín hiệu đầu vào tương tự như là một phần của chu kì vòng quét thông thường trừ khi các bộ lọc số của các đầu vào tương tự được kích hoạt.
- Thực hiện chương trình:
Trong giai đoạn thực hiện mỗi chu kì vòng quét, CPU thực hiện chương trình, bắt đầu với câu lệnh đầu tiên cho tới câu lệnh sau cùng.
Các lệnh vào ra trực tiếp cho phép truy nhập trực tiếp tới các đầu vào, ra và cho phép thực hiện chương trình hoặc chương trình xử lí ngắt.
- Xử lí các yêu cầu truyền thông và kiểm tra lỗi của CPU:
Trong giai đoạn này CPU xử lí tất cả các thông báo được nhận từ cổng truyền thông. Bên cạnh đó CPU kiểm tra chương trình cơ sở và bộ nhớ chương trình (chỉ trong chế độ RUN).
- Ghi đến các đầu ra số:
ở cuối mỗi chu kì vòng quét, CPU thực hiện ghi các giá trị được lưu trong vùng nhớ đệm đầu ra (Q) tới các đầu ra số.
Các giá trị của các đầu ra tương tự được đưa ra trực tiếp, không nằm trong giai đoạn này của vòng quét.
Khi chế độ hoạt động của CPU được thay đổi từ RUN sang STOP, các đầu ra số tự động mất đi. Giá trị của các đầu ra tương tự được giữ ở giá trị của lần gửi ra cuối cùng.
2. Mô hình thực tập:
- Cấu tạo:
+ PLC S7-200, các module I/O.
+ Các công tắc, các đèn của I/O.
+ Cách đấu nối dây cho mô hình.
- Nguyên lý làm việc.
Bài 2: Giới thiệu phần mềm lập trình cho PLC S7-200
STEP 7-MicroWIN 32 V3.2.
I. Mục đích, yêu cầu:
1. Mục đích:
Cung cấp cho người học các kiến thức cơ bản về:
Phần mềm lập trình PLC S7-200 STEP7-MicroWIN32 V3.2 bao gồm:
- Sử dụng phần mềm STEP7-MicroWIN32 để thiết lập giao thức và kiểm tra sự truyền thông giữa PLC S7-200 và máy tính.
- Cách tạo một chương trình điều khiển mới.
- Một số quy ước của phần mềm về các I/O, cách truy cập vùng nhớ và cú pháp lệnh.
- Một số nhóm lệnh cơ bản.
- Lập trình cho PLC S7-200 bằng phương pháp LAD và cách chuyển đổi sang dạng FDB và STL.
2. Yêu cầu:
Học xong bài này người học có thể:
- Biết cách dùng phần mềm STEP7 - MicroWIN32 để tạo một chương trình điều khiển mới.
- Hiểu được các quy ước, cách truy cập vùng nhớ, một số cú pháp và phương pháp lập trình cho PLC S7-200 bằng phần mềm STEP7- MicroWIN32.
- Vận dụng để lập trình một số bài tập đơn giản cho PLC S7-200.
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
II. Nội dung:
1. Phần mềm STEP7- MicroWIN32:
a. Giao diện phần mềm:
éể một hệ thống PLC cú thể thực hiện được một quỏ trỡnh điều khiển nào đú thỡ bản thõn nú phải biết được nú cần phải làm gỡ và làm như thế nào.
Việc truyền thụng tin về hệ thống vớ dụ như quy trỡnh hoạt động cũng như cỏc yờu cầu kốm theo cho PLC người ta gọi là lập trỡnh.
Và để cú thể lập trỡnh được cho PLC thỡ cần phải cú sự giao tiếp giữa người và PLC.
Việc giao tiếp này phải thụng qua một phần mềm gọi là phần mềm lập trỡnh.
Mỗi một loại PLC hoặc một họ PLC khỏc nhau cũng cú những phần mềm lập trỡnh khỏc nhau.
éối với PLC S7-200, SIEMEN đó xõy dựng một phần mềm để cú thể lập trỡnh cho họ PLC loại này. Phần mềm này cú tờn là STEP7- MicroWIN32.
éõy là một phần mềm chạy trờn nền Windows 32bit, trải qua nhiều phiờn bản khỏc nhau. Tài liệu này tập trung núi về STEP7- MicroWIN32 version 3.2.
Ngoài việc phục vụ lập trỡnh cho PLC S7-200, phần mềm này cũn cú rất nhiều cỏc tớnh năng khỏc như cỏc cụng cụ gỡ rối, kiểm tra lỗi, hỗ trợ nhiều cỏch lập trỡnh với cỏc ngụn ngữ khỏc nhau…
Phần mềm này cũng đó được xõy dựng một phần trợ giỳp (Help) cú thể núi là rất đầy đủ, chi tiết và tiện dụng. Người dựng cú thể tra cứu cỏc vấn đề về PLC S7-200 một cỏch rất nhanh chúng, rừ ràng và dễ hiểu.
éể cú thể thực hiện phần mềm lập trỡnh STEP7- MicroWIN32 ta cú 2 cỏch:
Cỏch 1:
Vào Start
→ Simatic
→ STEP7- MicroWIN32 V3.2.0
→ STEP7- MicroWIN32.
Cỏch 2: Chạy thụng qua biểu tượng trờn Desktop.
























b. Một số thành phần quan trọng:
- Program Block:

Khi click chuột vào nỳt này ta sẽ trở về được vựng soạn thảo chương trỡnh. Ở vựng này ta cú thể thờm bớt cỏc đầu vào/ra, cỏc biến, cỏc lệnh, hàm để thực hiện chương trỡnh điều khiển.

- Communications và cách kiểm tra sự kết nối với PLC S7-200:

 Ở đõy ta cú thể thay đổi cỏch mà mỏy tớnh truyền thụng với PLC S7-200 (PPI, MPI, tốc độ truyền…) hoặc kiểm tra cú hay khụng sự truyền thụng giữa mỏy tớnh và PLC S7-200 (kiểm tra sự cú mặt của PLC hay khụng).

- Symbol Table:

Click chuột vào đõy, ta sẽ được một bảng mà ở đú ta cú thể định nghĩa cỏc tờn biến và đặt địa chỉ tương ứng cho cỏc biến đú để cú thể dễ nhớ và dễ kiểm tra.Cỏc biến này cú thể là cỏc đầu vào/ra, cỏc biến trung gian…

- Khối hàm, lệnh:
éõy là một trong những thành phần quan trọng nhất của STEP7- MicroWIN32. Nú bao gồm toàn bộ cỏc lệnh và khối hàm của STEP7- Micro WIN32 để cú thể tạo được một chương trỡnh điều khiển cho PLC S7-200.
Người dựng cú thể tỡm thấy cỏc lệnh hoặc hàm mỡnh cần dựa trờn cỏc nhúm cú cựng chức năng mà STEP7- MicroWIN32 đó phõn loại sẵn.
Trong đú thường dựng nhất là cỏc khối:
+ Bit Logic: bao gồm cỏc lệnh làm việc với bit và thực hiện cỏc phộp toỏn logic như AND, OR, NOT…
+ Compare: bao gồm cỏc khối lệnh dựng để so sỏnh dữ liệu như >, <, =, ≥, ≤...
+ Interger Math, Floating-Point Math: nhúm lệnh làm việc với số nguyờn 16bit, 32bit và số thực. Nhúm lệnh này thực hiện cỏc phộp toỏn số học như +, -, ì, ữ…
+ Move: cỏc khối lệnh dựng để di chuyển dữ liệu từ vựng nhớ này sang vựng nhớ khỏc của PLC.
+ Timer: đõy là khối lệnh làm việc với cỏc loại timer của S7-200.
+ Counter: đõy là khối lệnh làm việc