Trong khi chương trình soạn thảo ở chế độ RUN, ta có thể kiểm tra những số EU, ED đang được sử dụng trong chương trình.. Soạn thảo chương trình Step7 - Micro/Win32 cho phép tạo một chư
Trang 1lập trình được đơn giản hoá một cách đáng kể nhờ chức năng “kéo và thả” (drag and drop), cắt, dán nhờ sử dụng bàn phím hoặc con chuột Một số chức năng mới cho phép việc tìm và thay thế tự động, xem trước bản in (print preview), bảng thông tin về các biểu tượng có các địa chỉ, biểu tượng cũng như các địa chỉ được hiển thị cho mỗi phần tử trong quá trình làm việc và giám sát tình trạng làm việc
1 Định cấu hình lập trình
Đây là bước quan trọng đầu tiên cần thực hiện gồm có các bước sau:
ắ Lựa chọn trên thanh thực đơn Tools Options … như trên hình ?
ắ Hộp thoại Options xuất hiện cho phép ta lựa chọn phương thức lập trình
thích hợp như: Lựa chọn cửa sổ soạn thảo chương trình, ngôn ngữ viết chương trình…
ắ Để kết thúc ta nhấn nút ENTER hoặc kích vào nút “OK” để xác
nhận những sự lựa chọn đó
Hình 3.4 : Lựa chọn cấu hình lập trình
Trang 22 Tạo và lưu trữ một Project
ắ Các thành phần của một Project
Một Project bao gồm những thành phần sau:
- Program Block : Bao gồm các mã hóa có thể thực hiện được và các lời chú thích Mã hóa có thể thực hiện được bao gồm chương trình chính hay các ngắt và chương trình con Mã hóa được tải đến PLC còn các chú thích chương trình thì không
- Data Block: Khối dữ liệu bao gồm các dữ liệu (những giá trị bộ nhớ ban đầu, những hằng số) và các lời chú thích Dữ liệu được tải đến PLC , các lời chú thích thì không
- System Block: Chứa các thông tin về cấu hình như là các thông số truyền thông, các dải dữ liệu lưu giữ, các bộ lọc đầu vào số và tương tự và thông tin mật khẩu Các thông tin này được tải đến PLC
- Symbol Table: Cho phép chương trình sử dụng những địa chỉ tượng trưng Những địa chỉ này đôi khi tiện ích hơn cho người lập trình và làm cho chương trình dễ theo dõi hơn Chương trình biên dịch tải tới PLC sẽ chuyển các địa chỉ tượng trưng thành địa chỉ thực Thông tin trong Symbol Table sẽ không được tải tới PLC
- Status Chart : Cho phép theo dõi cách thức xử lý dữ liệu ảnh hưởng tới việc thực hiện chương trình Status Chart không được tải đến PLC ,chúng đơn giản là cách thức quản lý hoạt động của PLC
- Cross Reference: Cửa sổ Cross Reference cho phép kiểm tra những bảng chứa xác toán hạng sử dụng trong chương trình và cũng là vùng nhớ đã được gán
(Bit Usage and Bye Usage) Trong khi chương trình soạn thảo ở chế độ RUN, ta
có thể kiểm tra những số (EU, ED) đang được sử dụng trong chương trình Thông tin trong Cross Reference và Usage không được tải đến PLC
ắ Cách tạo ra một Project
Để tạo một Project mới ta chỉ cần kích hoạt vào biểu tượng Step7 - Micro/ Win32 thì một Project mới sẽ được tạo ra
Trang 3Ta có thể tạo một Project mới sử dụng thanh thực đơn bằng cách lựa
chọn File New hoặc ấn tổ hợp phím Ctr+N
Để mở một Project có sẵn bằng cách lựa chọn File Open hoặc ấn tổ hợp phím Ctr+O và lựa chọn tên Project muốn mở
ắ Lưu trữ một Project
Để lưu trữ một Project mới tạo ra, ta lựa chọn lệnh trên thanh thực đơn
Project Save All hoặc kích vào biểu trượng trên thanh công cụ hoặc nhấn tổ hợp phím Ctrl+S
3 Soạn thảo chương trình
Step7 - Micro/Win32 cho phép tạo một chương trình mà có thể sử dụng một trong 2 cửa sổ là: LAD hoặc STL
ắ Soạn thảo chương trình trong LAD
Cửa sổ để soạn thảo chương trình LAD có dạng như sau:
Để soạn thảo chương trình, ta tiến hành theo những bước sau:
Hình 3.5 : Cửa sổ soạn thảo chương trình trong LAD logic
Trang 4- Nhập tiêu đề cho vùng soạn thảo bằng cách kích đúp vào dòng chữ
xanh các Network
- Để soạn thảo các phần tử thang, ta kích vào biểu tượng tương ứng trên thanh chỉ dẫn hoặc lựa chọn trên dang sách chỉ dẫn
- Nhập vào địa chỉ hoặc tham số trong mỗi vùng chữ và ấn ENTER
- Nhập tên, địa chỉ và giải thích cho từng địa chỉ bằng cách vào
Viewsymbol Table
ắ Soạn thảo chương trình trong STL
Thông thường quá trình soạn thảo được viết bằng chương trình LAD, sau
đó chuyển sang dạng STL, cửa sổ giao diện của STL được minh họa như sau:
Các bước để soạn thảo một chương trình trong STL
- Trước hết chia các đoạn chương trình này thành từng mảng, và mỗi mảng phải có từ khóa NETWORK
- Trước mỗi lời chú thích phải có một đường song đôi (//) Khi thêm mỗi dòng chú thích cũng phải bắt đầu bởi đường song đôi
- Các lệnh, toán hạng địa chỉ của lệnh và lời chú thích phải được ngăn cách bởi một khoảng trống hoặc một Tab
Hình 3.6 : Cửa sổ soạn thảo chương trình trong STL
Trang 5- Giữa các toán hạng và địa chỉ không được có khoảng cách
- Mỗi toán hạng riêng biệt được tách rời bởi một dấu phẩy, một khoảng trống hoặc một Tab
- Sử dụng các lời trích dẫn để thay cho việc soạn thảo tên ký hiệu
4 Chạy chương trình
Sau khi viết chương trình và lưu trữ vào bộ nhớ ta tiến hành kết nối và chạy chương trình theo các bước như sau:
ắ Cài đặt truyền thông
Quá trình cài đặt truyền thông để chọn cáp, cấu hình CPU, các địa chỉ truyền thông Ta tiến hành như sau:
- Từ thanh thực đơn ViewCommunications như hình vẽ
- Sau khi hộp thoại Communications Setup xuất hiện nháy đúp vào biểu tượng trên cùng bên phải Hộp thoại Setting the PG/PC xuất hiện Trong hộp
thoại có nhiều ứng dụng khác nhau như là STEP 7 và Win CC, vì thế ta cần phải
lựa chọn ứng dụng cần đặt tham số Khi đã lựa chọn “Micro/WIN” và đã cài đặt
trong phần cứng, ta cần đặt thuộc tính thực sự của việc kết nối phần cứng Đầu tiên
Hình 3.7 : Cài đặt truyền thông giữa máy tính và CPU
Cài đặt truyền thông
Chọn cáp truyền thông
Trang 6cần phải xác định giao thức định sử dụng trong mạng Nên sử dụng loại PPI Sau khi đã lựa chọn giao thức sử dụng phải lựa chọn tham số giao diện chính xác trong hộp thoại Trong đó chứa sẵn các giao diện đă cài đặt cùng với loại giao thức trong
ngoặc đơn Chẳng hạn chọn “PC/PPI cable(PPI)” Sau đó ta phải lựa chọn các tham số liên quan với cấu hình hiện có Kích vào nút “Properties ” trong hộp
thoại để lựa chọn
ắ Nạp chương trình vào CPU
Sau khi cài đặt truyền thông ta nạp chương trình vào CPU bằng việc
Download chương trình
5 Cách Download một chương trình
Nếu đã thiết lập thành công liên kết giữa PC và PLC ta có thể Download chương trình tới PLC đó
ghi đè lên nội dung hiện thời của PLC Vì vậy phải chắc chắn là muốn ghi đè lên trước khi bắt đầu Download
Các bước tiến hành:
Hình3.8 : Hộp thoại Set PG/PC Interface
Trang 7- Trước khi Download ta phải chắc chắn PLC ở chế độ STOP Kiểm tra
đèn báo hiệu của PLC, nếu chưa ở trạng thái đó phải kích nut “STOP” trên
thanh công cụ hoặc chọn PLCSTOP
- Kích nút trên thanh công cụ hay chọn PLC Download
- Theo mặc định, hộp kiểm “Program Code Block”, “Data Block”,
“CPU conguartion” đã được đánh dấu Nếu không muốn Download khối nào
có thể xoá bỏ đánh dấu
- Kích vào “OK” để bắt đầu
- Nếu Download thành công hộp thoại “Download Successful” xuất hiện
- Chuyển trạng thái của PLC từ STOP sang RUN trước khi chạy chương trình trên PLC
- Nếu Download không thành công ta phải thiết lập lại truyền thông giữa PLC và PC và thực hiện lại các bước như trên
3.2 Chọn thiết bị điều khiển [7]
3.2.1 Yêu cầu thiết bị cho việc điều khiển
Từ việc nghiên cứu, tìm hiểu và khảo sát dây chuyền công nghệ, nhận thấy ngoài việc lựa chọn phần mềm ứng dụng chính là Simatic S7 - 200 chúng ta cần có những thiết bị trợ giúp cho nó để có được giải pháp kinh tế tối ưu Đó là sử dụng PLC S7 - 200 CPU224 và các module nhập/xuất trong khu vực có các thiết bị nhập và thiết
bị xuất, sử dụng cáp nối kết các module này đến PLC và kết nối máy tính với PLC qua
cổng COM với dao diện truyền thông RS232 và RS485
3.2.2 Thiết bị điều khiển PLC S7 - 200 CPU224 [4]
1 Cấu trúc phần cứng
S7 - 200 là thế hệ PLC cỡ nhỏ do hãng Siemens (CHLB Đức) sáng chế ra, nó có cấu trúc kiểu module và các module mở rộng Các module này sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau, phù hợp với các ứng dụng tự động hoá mà dòi hỏi chi phí thấp Thế hệ Simatic S7 - 200 ngày nay rất linh hoạt và hiệu quả sử dụng cao
CPU S7 - 200 sử dụng nguồn nuôi 24V DC hay 100 - 230V AC (dòng điện tiêu
Trang 8thụ lớn nhất là từ 110 - 700mA) tuỳ thuộc cấu tạo từng loại CPU riêng biệt, tương ứng với các nguồn nuôi đó thì đầu ra của nó có thể là 24V DC hay đầu ra rơle
Đầu vào của PLC là điện áp 24V DC với dòng từ 80mA tới 900mA Số đầu vào
ra tuỳ thuộc từng loại CPU nó xê dịch từ 6/4 tới 24/16 đầu vào/ra Khả năng ghép nối module mở rộng phụ thuộc từng loại CPU, nhiều nhất là 7 module Cho phép lưu chương trình trong một thời gian nhất định từ 50 giờ tới 190 giờ, còn khi có pin có thể lưu chương trình tới 200 ngày
CPU của Simatic S7 - 200 có hai thế hệ, thế hệ ban đầu khi mới xuất hiện SIMENS có dòng CPU 21x gồm có bốn loại CPU với tính năng riêng biệt Sau này SIMENS đưa ra thế hệ CPU mới 22x cũng có bốn loại gần tương tự với thế hệ đầu nhưng
có bổ sung một số tính năng mới Vì vậy để đáp ứng mục đích của việc điều khiển, ở đây chúng tôi chọn loại CPU 224
ắ Mô tả các đèn báo trên CPU:
Hình3.9 : Mô hình phần cứng CPU224
Đèn báo
Cổng
truyền thông
Đầu ra
Đầu vào
Nối Modul
mở rộng Nguồn vào
Hộp công tắc
Hình3.10 : Sơ đồ nối I/O đối với CPU 224 AC/DC/Relay
Trang 9- I 0.0 ữ I 1.5: Đèn xanh ở cổng vào chỉ trạng thái tức thời của cổng
- Q 0.0 ữ Q1.1: Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Các đèn SF, RUN, STOP là các đèn báo chế độ làm việc của PLC:
- Đèn đỏ SF: báo hiệu hệ thống PLC có hư hỏng
- Đèn xanh RUN: báo hiệu PLC đang làm việc
- Đèn vàng STOP: chỉ định PLC đang ở chế độ dừng
ắ Đặc điểm của CPU 224 hiệu năng cao:
- Bộ nhớ chương trình: 8Kb
- Bộ nhớ dữ liệu: 5Kb
- Tốc độ xử lý logic 0,37μs
- Ngôn ngữ chương trình: LAD, FBD, STL
- Bảo vệ chương trình: 3 mức password bảo vệ
- 256 bộ đếm: 6 bộ đếm tốc độ cao (30khz), bộ đếm A/B, có thể sử dụng đếm tiến, đếm lùi hoặc cả đếm tiến và đếm lùi
- 128 bộ Timer chia làm 3 loại có độ phân giải khác nhau: 4 bộ timer 1ms,
16 bộ timer 10ms, 236 bộ timer 100ms
- Với kích thước nhỏ gọn dài x rộng x cao = 120,5 x 80 x 62mm với trọng lượng 360g tiết kiệm không gian tủ Dùng để kết nối trực tiếp với cảm biến và bộ mã hoá với dòng điện 280mA có thể được sử dụng như một dòng điện tải
- Tích hợp đầu vào/ra số: 14 đầu vào và 10 đầu ra
- Có tối đa 94 đầu vào số, 74 đầu ra số, 28 đầu vào tương tự, 7 đầu ra tương
tự với 7 module mở rộng tương tự và số
- Chế độ ngắt và xử lý ngắt: Ngắt truyền thông và ngắt theo sườn lên hoặc sườn xuống của xung, ngắt của bộ đếm tốc độ cao
- Giao diện có khả năng lập trình sử dụng (Free Port) với khả năng xử lý ngắt
đối với việc trao đổi chuỗi dữ liệu với các thiết bị không phải của Siemens Cáp PC/PPI có thể được sử dụng như một chuẩn nối tiếp RS232/RS485
- Kết nối với bus mở rộng của thiết bị mở rộng ( chỉ có EMs của chuẩn 22x
Trang 10có thể được sử dụng) Các đầu vào ngắt, cho phép PLC phản ứng với tốc độ cao đối với các biến tăng hoặc giảm của các tín hiệu xử lý
- Hai xung đầu ra tần số cao (max, 20KHz) sử dụng trong việc xác định
vị trí và kiểm soát tốc độ mô tơ điều chỉnh theo tần số và mô tơ bước thông qua các mạch điện
- Chức năng kiểm tra và chuẩn đoán: Chức năng này hỗ trợ cho việc kiểm tra và chuẩn đoán để dễ sử dụng Chương trình đầy đủ được chạy theo số lượng chu kỳ xác định trước và được phân tích Thiết bị bên trong như bit nhớ,
bộ định thời, bộ đếm, được ghi cùng một lúc tối đa là 124 chu kỳ Các đầu vào/ra có thể được cài đặt độc lập theo chu kỳ và vì thế thường xuyên kiểm tra chương trình của người sử dụng
- Các chương trình có thể được biên tập, sửa đổi có thể tải vào CPU chỉ bằng một cái kích chuột, mà chương trình đang sử dụng không bị ngắt
- CPU 224 không thể lập trình bằng việc sử dụng Step7- Micro/Dos Để lập trình thông qua bộ giao diện nối tiếp của thiết bị lập trình/PC, đòi hỏi một cáp PC/PPI Khi sử dụng phần mềm lập trình STEP7- Micro/Win32, việc lập trình có thể thông qua SIMATIC CPs CP551 hoặc CP5611 (see SIMATIC NET) hoặc giao diện MPI của thiết bị lập trình Điều này làm tăng tối đa tốc
độ truyền chấp nhận được lên đến 187,5Kbit/s
2 Cấu trúc bộ nhớ
Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu vào bộ nhớ của S7 - 200 Bộ nhớ S7 -200 được chia làm bốn vùng và được ghép nối với một tụ điện có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn Bộ nhớ S7 - 200 có tính năng động cao, đọc và ghi được trong toàn vùng trừ vùng nhớ đặc biệt được ký hiệu là SM (Special Memory) có thể truy nhập để đọc
ắ Vùng chương trình: Là miền bộ nhớ được sử dụng để lưu giữ các lệnh trong chương trình chính Vùng này thuộc kiểu non-volanle (là vùng nhớ để lưu chương trình thuộc miền nhớ đọc/ghi được mà không bị mất dữ liệu nhờ có giao
