Tài liệu lập trình PLC

Chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC có thểbằng cách lập trình bằng thiết bị cầm tay nối trực tiếp với PLC hoặc lập trình trên máytính cá nhân nhờ các phần mềm chuyên dụ

Lập trình PLC

Biên tập bởi:

Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên

2.1 Giới thiệu các ngôn ngữ lập trình

2.2 Chu trình làm việc, lập trình và cấu trúc chương trình

2.3.7 Hàm logic thực hiện trên thanh ghi

2.3.8 Lệnh làm việc với tín hiệu tương tự

3 Chương 3 : Ngôn ngữ lập trinh Step 7

3.1 CÀI ĐẶT STEP 7

3.2 Soạn thảo một Project mới

3.3 Soạn thảo chương trình

3.4 Chạy thử, nạp chương trình xuống phần cứng, giám sát hoạt đọng của chươngtrình

4 Chương 4 : Lựa chọn, lắp đặt, kiểm tra và bảo trì hệ thống

4.1 Lựa chọn, lắp đặt, kiểm tra và bảo trì hệ thống

Tham gia đóng góp

1/130

Chương 1: Tổng quan về PLC

MỞ ĐẦU

Trong các hệ thống sản xuất, trong các thiết bị tự động và bán tự động, hệ thống điềukhiển đóng vai trò điều phối toàn bộ các hoạt động của máy móc thiết bị Các hệ thốngmáy móc và thiết bị sản xuất thường rất phức tạp, có rất nhiều đại lượng vật lý phải điềukhiển để có thể hoạt động đồng bộ hoặc theo một trình tự công nghệ nhất định nhằm tạo

ra một sản phẩm mong muốn Từng đại lượng vật lý đơn lẻ có thể được điều khiển bằngmột mạch điều khiển cơ sở dạng tương tự hay gián đoạn Điều khiển nhiều đại lượng vật

lý đồng thời chúng ta không thể dùng các mạch điều khiển tương tự mà phải sử dụng hệthống điều khiển lô gíc Trước đây các hệ thống điều khiển lô gíc được sự dụng là hệthống lô gíc rơ le Nhờ sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử, các thiết bị điềukhiển lô gíc khả lập trình PLC (Programmable Logic Controller) đã xuất hiện vào năm

1969 thay thế các hệ thống điều khiển rơ le Càng ngày PLC càng trở nên hoàn thiện và

đa năng Các PLC ngày nay không những có khả năng thay thể hoàn toàn các thiết bịđiều khiển lo gíc cổ điển, mà còn có khả năng thay thế các thiêt bị điều khiển tương tự.Các PLC được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp

Chức năng chính của PLC là kiểm tra trạng thái của các đầu vào và điều khiển các quátrình hoặc các hệ thống máy móc thông qua các tín hiệu trên chính đầu ra của PLC Tổhợp lô gíc của các đầu vào để tạo ra một hay nhiều tín hiệu ra được gọi là điều khiển

lô gíc Các tổ hợp lô gíc thường được thực hiện theo trình tự điều khiển hay còn gọi làchương trình điều khiển Chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC có thểbằng cách lập trình bằng thiết bị cầm tay nối trực tiếp với PLC hoặc lập trình trên máytính cá nhân nhờ các phần mềm chuyên dụng và truyền vào PLC qua mạng hay qua cáptruyền dữ liệu Bộ xử lý tín hiệu, thường là các bộ vi xử lý tốc độ cao, thực hiện chươngtrình điều khiển theo chu kỳ Khoảng thời gian thực hiện một chu trình điều khiển từ lúckiểm tra các tín hiệu vào, thực hiện các phép tính lo gíc hoặc đại số để có được tín hiệuđiều khiển, cho đén khi phát tín hiệu đến đầu ra được goi là chu kỳ thời gian quét

2/130

PLC trong công nghiệp thường có cấu hình đơn giản nhất, bởi vì các chương trình trìnhđiều khiển quá trình công nghệ hay máy móc thường được hoạt động 24/24 và khôngcần bất cứ sự can thiệp của con người trong quá trình điều khiển PLC chỉ dừng quétchương trình điều khiển khi ngắt nguồn hoặc khi công tắc ngừng được kích hoạt Sơ đồkhối đơn giản hoá của PLC được thể hiện trên hình

Trên đầu vào của PLC có thể có các kênh tín hiệu tương tự hoặc các kênh tín hiệu số.Các kênh tín hiệu này xuất phát từ các cảm biến, từ các công tắc hành trình, công tắcđóng ngắt mạch điện hoặc từ các biến lô gíc tương ứng với các các trạng thái của máymóc, thiết bị Tín hiệu vào được bộ xử lý trung tâm xử lý nhờ các phép tính lô gíc hay

số học và kết quả là các tín hiệu ra Các tín hiệu tín hiệu ra là các tín hiệu truyền điệnnăng đến cho các cơ cấu chấp hành như cuộn hút, đèn hiệu, động cơ vv

Điện áp trên đầu vào của PLC là điện áp công suất thấp, tương ứng với mức từ 0V đến5V một chiều Khi ta nối các đầu vào có mức điện áp cao hơn 5V, thường phải dùng cáckênh có các mạch chuyển đổi để biến điện áp vào thành điện áp tương đương với mức+/ư 5VDC Điện áp trên đầu ra của PLC có thể có nhiều mức điện áp khác nhau, nhưngđều có mức năng lượng thấp Nếu cần phải điều khiển cơ cấu chấp hành có mức nănglượng cao hơn, ta phải sử dụng các thiết bị khuyếch đại công suất

3/130

Lịch sử phát triển

Vào khoảng năm 1968, các nhà sản xuất ô tô đã đưa ra các yêu cầu kỹ thuât đầu tiêncho thiết bị điêù khiển lô gíc khả lập trình Mục đích đầu tiên là thay thế cho các tủ điêukhiển cồng kềnh, tiêu thụ nhiều điện năng và thường xuyên phải thay thể các rơ le dohỏng cuộn hút hay gẫy các thanh lò xo tiếp điểm Mục đích thứ hai là tạo ra một thiều bịđiều khiển có tính linh hoạt trong việc thay đổi chương trình điều khiển Các yêu cầu kỹthuật này chính là cơ sở của các máy tính công nghiệp, mà ưu điểm chính của nó là sựlập trình dễ dàng bởi các kỹ thuật viên và các kỹ sư sản xuất Với thiết bị điều khiển khảlập trình, người ta có thể giảm thời gian dừng trong sản xuất, mở rộng khả năng hoànthiện hệ thống sản xuất và thích ứng với sự thay đổi trong sản xuất Một số nhà sản xuấtthiết bị điều khiển trên cơ sở máy tính đã sản xuất ra các thiết bị điều khiển khả lập trìnhcòn gọi là PLC

Những PLC đầu tiên được ứng dụng trong công nghiệp ô tô vào năm 1969 đã đem lại sự

ưu việt hơn hẳn các hệ thống điều khiển trên cơ sở rơ le Các thiết bị này được lập trình

dễ dàng, không chiếm nhiều không gian trong các xưởng sản xuất và có độ tin cậy caohơn các hệ thống rơ le Các ứng dụng của PLC đã nhanh chóng rộng mở ra tất cả cácngành công nghiệp sản xuất khác

Hai đặc điểm chính dẫn đến sự thành công của PLC đó chính là độ tin cậy cao và khảnăng lập trình dễ dàng Độ tin cậy của PLC được đảm bảo bởi các mạch bán dẫn đượcthiết kế thích ứng với môi trường công nghiệp Các mạch vào ra được thiết kế đảm bảokhả năng chống nhiễu, chịu được ẩm, chịu được dầu, bụi và nhiệt độ cao Các ngôn ngữlập trình đầu tiên của PLC tương tự như sơ đồ thang trong các hệ thống điều khiển lôgíc, nên các kỹ sư đã làm quen với sơ đồ thang, dễ dàng thích nghi với việc lập trình màkhông cần phải qua một quá trình đào tạo nào Một số các ứng dụng của máy tính trongsản xuất trong thời gian đầu bị thất bại, cũng chính vì việc học sử dụng các phần mềmmáy tính không dễ dàng ngay cả với các kỹ sư

Khi các vi xử lý được đưa vào sử dụng trong những năm 1974 – 1975, các khả năng cơbản của PLC được mở rộng và hoàn thiện hơn Các PLC có trang bị vi xử lý có khả năngthực hiện các tính toán và xử lý số liệu phức tạp, điều này làm tăng khả năng ứng dụngcủa PLC cho các hệ thống điều khiển phức tạp Các PLC không chỉ dừng lại ở chổ làcác thiết bị điều khiển lô gíc, mà nó còn có khả năng thay thế cả các thiết bị điều khiểntương tự Vào cuối những năm bảy mươi việc truyền dữ liệu đã trở nên dễ dàng nhờ sựphát triển nhảy vọt của công nghiệp điện tử Các PLC có thể điều khiển các thiết bị cách

xa hàng vài trăm mét Các PLC có thể trao đổi dữ liệu cho nhau và việc điều khiển quátrình sản xuất trở nên dễ dàng hơn

4/130

Thiết bị điều khiển khả lập trình PLC chính là các máy tính công nghiệp dùng cho mụcđích điều khiển máy, điều khiển các ứng dụng công nghiệp thay thế cho các thiết bị

“cứng” như các rơ le, cuộn hút và các tiếp điểm

Ngày nay chúng ta có thể thấy PLC trong hàng nghìn ứng dụng công nghiệp Chúngđược sử dụng trong công nghiệp hoá chất, công nghiệp chế biến dầu, công nghiệp thựcphẩm, công nghiệp cơ khí, công nghiệp xử lý nước và chất thải, công nghiệp dược phẩm,công nghiệp dệt may, nhà máy điện hạt nhân, trong công nghiệp khai khoáng, trong giaothông vận tải, trong quân sự, trong các hệ thống đảm bảo an toàn, trong các hệ thống vậnchuyển tự động, điều khiển rô bốt, điều khiển máy công cụ CNC vv Các PLC có thểđược kêt nối với các máy tính để truyền, thu thập và lưu trữ số liệu bao gồm cả quá trìnhđiều khiển bằng thống kê, quá trình đảm bảo chất lượng, chẩn đoán sự cố trực tuyến,thay đổi chương trình điều khiển từ xa Ngoài ra PLC còn được dùng trong hệ thốngquản lý năng lượng nhằm giảm giá thành và cải thiện môi trường điều khiển trong cáccác hệ thống phục vụ sản xuất, trong các dịch vụ và các văn phòng công sở

Sự ra đời của máy tính cá nhân PC trong những năm tám mươi đã nâng cao đáng kể tínhnăng và khả năng sử dụng của PLC trong điều khiển máy và quá trình sản xuất Các PCgiá thành không cao có thể sử dụng như các thiêt bị lập trình và là giao diện giữa ngườivận hành và hệ thống điêu khiển Nhờ sự phát triển của các phần mềm đồ hoạ cho máytính cá nhân PC, các PLC cũng được trang bị các giao diện đồ hoạ để có thể mô phỏnghoặc hiện thị các hoạt động của từng bộ phận trong hệ thống điêu khiển Điều này có ýnghĩa đặc biệt quan trọng đối với các máy CNC, vì nó tạo cho ta khả năng mô phỏngtrước quá trình gia công, nhằm tránh các sự cố do lập trình sai Máy tính cá nhân PC vàPLC đều được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển sản xuất và cả trong các

hệ thống dịch vụ

PLC được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau trên thế giới Về nguyên lý hoạt động, cácPLC này có tính năng tương tự giống nhau, nhưng về lập trình sử dụng thì chúng hoàntoàn khác nhau do thiết kế khác nhau của mỗi nhà sản xuất PLC khác với các máy tính

là không có ngôn ngữ lập trình chung và không có hệ điều hành Khi được bất lên thìPLC chỉ chạy chương trình điều khiển ghi trong bộ nhớ của nó, chứ không thể chạy đượchoạt động nào khác Một số hãng sản xuất PLC lớn có tên tuổi như: Siemens, Toshiba,Mishubisi, Omron, Allan Bradley, Rocwell, Fanuc là các hãng chiếm phần lớn thị phầnPLC thế giới Các PLC của các hãng này được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp sửdụng công nghệ tự động hoá

Các thiết bị điều khiển PLC tạo thêm sức mạnh, tốc độ và tính linh hoạt cho các hệ thốngcông nghiệp Bằng sự thay thế các phần tử cơ điện bằng PLC, quá trình điều khiển trởnên nhanh hơn, rẻ hơn, và quan trọng nhất là hiệu quả hơn PLC là sự lựa chọn tốt hơncác hệ thống rơ le hay máy tính tiêu chuẩn do một số lý do sau:

5/130

-Tốn ít không gian: Một PLC cần ít không gian hơn một máy tính tiêu chuẩn hay tủ điều

khiển rơ le để thực hiện cùng một cức năng

- Tiết kiệm năng lượng: PLC tiêu thụ năng lượng ở mức rất thấp, ít hơn cả các máy tính

thông thường

-Giá thành thấp : Một PLC giá tương đương cỡ 5 đến 10 rơ le, nhưng nó có khả năng

thay thế hàng trăm rơ le

- Khả năng thích ứng với môi trường công nghiệp: Các vỏ của PLC được làm từ các vật

liệu cứng, có khả năng chống chịu được bụi bẩn, dầu mỡ, độ ẩm, rung động và nhiễu.Các máy tính tiêu chuẩn không có khả năng này

- Giao diện tực tiếp: Các máy tính tiêu chuẩn cần có một hệ thống phức tạp để có thể

giao tiếp với môi trường công nghiệp Trong khi đó các PLC có thể giao diện trực tiếpnhờ các mô đun vào ra I/O

- Lập trình dễ dàng: Phần lớn các PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình là sơ đồ thang, tương

tự như sơ đồ đấu của các hệ thống điều khiển rơ le thông thường

- Tính linh hoạt cao: Chương trình điều khiển của PLC có thể thay đổi nhanh chóng và

dễ dàng bằng cách nạp lại chương trình điều khiển mới vào PLC bằng bộ lập trình, bằngthẻ nhớ, bằng truyền tải qua mạng

6/130

Cấu trúc và nguyên lý làm việc của PLC

Cấu trúc chung

PLC là thiết bị điều khiển logic khả trình (Program Logic Control), là loại thiết bị chophép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua 1 ngôn ngữ lập trình,thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số

Cũng như các thiết bị lập trình khác, hệ thống lập trình cơ bản của PLC bao gồm 2 phần:khối xử lý trung tâm (CPU) và hệ thống giao tiếp vào/ra (I/O) như sơ đồ khối:

Khối xử lý trung tâm:

Là một vi xử lý điều khiển tất cả các hoạt động của PLC như: Thực hiện chương trình,

xử lý vào/ra và truyền thông với các thiết bị bên ngoài

Bộ nhớ

Có nhiều các bộ nhớ khác nhau dùng để chứa chương trình hệ thống là một phần mềmđiều khiển các hoạt động của hệ thống, sơ đồ LAD, trị số của Timer, Counter được chứatrong vùng nhớ ứng dụng, tùy theo yêu cầu của người dùng có thể chọn các bộ nhớ khácnhau:

1 Bộ nhớ ROM: là loại bộ nhớ không thay đổi được, bộ nhớ này chỉ nạp được một lầnnên ít được sử dụng phổ biến như các loại bộ nhớ khác

7/130

2 Bộ nhớ RAM: là loại bộ nhớ có thể thay đổi được và dùng để chứa các chương trìnhứng dụng cũng như dữ liệu, dử liệu chứa trong Ram sẽ bị mất khi mất điện Tuy nhiên,điều này có thể khắc phục bằng cách dùng Pin.

3 Bộ nhớ EPROM: Giống như ROM, nguồn nuôi cho EPROM không cần dùng Pin, tuynhiên nội dung chứa trong nó có thể xoá bằng cách chiếu tia cực tím vào một cửa sổ nhỏtrên EPROM và sau đó nạp lại nội dung bằng máy nạp

4 Bộ nhớ EEPROM: kết hợp hai ưu điểm của RAM và EPROM, loại này có thể xóa vànạp bằng tín hiệu điện Tuy nhiên số lần nạp cũng có giới hạn

Một PLC có đầy đủ các chức năng như: bộ đếm, bộ định thời, các thanh ghi (registers)

và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển phức tạp khác nhau Hoạt độngcủa PLC hoàn toàn phụ thuộc vào chương trình nằm trong bộ nhớ, nó luôn cập nhật tínhiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ ra

Để đánh giá một bộ PLC người ta dựa vào 2 tiêu chuẩn chính: Dung lượng bộ nhớ và sốtiếp điểm vào/ra của nó Bên cạnh đó cũng cần chú ý đến các chức năng như: Bộ vi xử

lý, chu kỳ xung clock, ngôn ngữ lập trình, khả năng mở rộng số cổng vào/ra

Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tayhay bằng máy tính Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứa đựngchương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung Nếu đơn vị lập trình là đơn vị xách tay,RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi nào chương trình đã được kiểm tra

và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC Đối với các PLC lớn thườnglập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình Các đơn

vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458,…

Trong hệ thống điều khiển PLC các phần tử nhập tín hiệu như: chuyển mạch, nút ấn,cảm biến, được nối với đầu vào của thiết bị PLC Các phần tử chấp hành như: đènbáo, rơ le, công tắc tơ, được nối đến lối ra của PLC tại các đầu nối

Chương trình điều khiển PLC được soạn thảo dưới các dạng cơ bản (sẽ được trình bày ởphần sau) sẽ được nạp vào bộ nhớ bên trong PLC, sau đó tự động thực hiện tuần tự theomột chuỗi lệnh điều khiển được xác định trước

Hệ còn cho phép công nhân vận hành thao tác bằng tay các tiếp điểm, nút dừng khẩncấp để đảm bảo tính an toàn trong các trường hợp xảy ra sự cố

PLC được xem như trái tim trong một hệ thống điều khiển tự động đơn lẻ với chươngtrình điều khiển được chứa trong bộ nhớ của PLC, PLC thường xuyên kiểm tra trạngthái của hệ thống thông qua các tín hiệu hồi tiếp từ thiết bị vào để từ đó có thể đưa ranhững tín hiệu điều khiển tương ứng đến các thiết bị ra

8/130

PLC có thể được sử dụng cho những yêu cầu điều khiển đơn giản và được lập đi lập lạitheo chu kỳ, hoặc liên kết với máy tính chủ khác hoặc máy tính chủ thông qua một kiểu

hệ thống mạng truyền thông để thực hiện các quá trình xử lý phức tạp

Tín hiệu vào

Mức độ thông minh của một hệ thống điều khiển phụ thuộc chủ yếu vào khả năng củaPLC để đọc được các dữ liệu khác nhau từ các cảm biến cũng như bằng các thiết bị nhậpbằng tay

Tiêu biểu cho các thiết bị nhập bằng tay như: nút ấn, bàn phím và chuyển mạch Mặtkhác, để đo, kiểm tra chuyển động, áp suất, lưu lượng chất lỏng , PLC phải nhận cáctín hiệu từ các cảm biến Ví dụ: tiếp điểm hành trình, cảm biến quang điện, tín hiệu đưavào PLC có thể là tín hiệu số (digital) hoặc tín hiệu tương tự (analog), các tín hiệu nàyđược giao tiếp với PLC thông qua các modul nhận tín hiệu vào khác nhau khác nhau DI(Digital Input) hoặc AI (Analog Input),

Đối tượng điều khiển

Một hệ thống điều khiển sẽ không có ý nghĩa thực tế nếu không giao tiếp được vớithiết bị ngoài, các thiết bị ngoài thông dụng như: môtơ, van, rơle, đèn báo, chuôngđiện, cũng giống như thiết bị vào, các thiết bị ngoài được nối đến các cổng ra củamodul ra (output) Các modul ra này có thể là DO (Digital Output) hoặc AO (ra tươngtự)

Nguyên lý làm việc

CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trìnhđược chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, sẽđóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết

để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điềukhiển được giữ trong bộ nhớ

PLC thực chất chạy bằng mã máy với hệ thống số nhị phân, do đó tốc độ quét vòngchương trình có thể đạt đến vài phần ngàn giây, các Software dùng để lập trình PLCtích hợp cả phần biên dịch Các dòng lệnh khi lập trình chúng ta đưa từ chương trìnhvào thì trình biên dịch sẽ chuyển đổi sang mã máy và ghi từng bit “0” hay bit “1” lênđúng vào vị trí có địa chỉ đã được quy ước trước trong PLC lên PC được thực thi xảy rangược lại và trình biên dịch đã làm xong nhiệm vụ của mình trước khi trả chương trìnhlên Monitor

Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu songsong:

9/130

- Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau.

- Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu.

- Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điều khiển đồng

bộ các hoạt động trong PLC

Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thông quaData Bus Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song

Nếu một modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus, nó sẽ chuyển tất cảtrạng thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trênAddress Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data bus Control Bus sẽchuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC Các địa chỉ và

số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế

Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bên cạch đó,CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1¸8 MHZ Xung này quyết định tốc độhoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về địnhthời, đồng hồ của hệ thống

* Vòng quét của chương trình:

PLC thực hiện các công việc (bao gồm cả chương trình điều khiển) theo chu trình lặp.Mỗi vòng lặp được gọi là một vòng quét (scancycle) Mỗi vòng quét được bắt đàu bằngviệc chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thựchiện chương trình Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiênđến lệnh kết thúc của khối OB1

Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo

Q tới các cổng ra số Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn xử lý các yêu cầu truyềnthông (nếu có) và kiểm tra trạng thái của CPU Mỗi vòng quét có thể mô tả như sau:

10/130

Chú ý: Bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào/ra tương tự nên các lệnh truy

nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộđệm

Thời gian cần thiết để cho PLC thực hiện được một vòng quét được gọi là thời gianvòng quét (Scan time) Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quétnào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau Có vòng quét được thựchiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh tuỳthuộc vào số lệnh trong chương trìnhđược thực hiện, vào khối lượng dữ liệu truyền thông Trong vòng quét đó Như vậy giữaviệc đọc dữ liệu từ đối tượngđể xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển đến đốitượng có một khoảngthời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét Nói cách khác, thờigian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC.Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao

Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ khối OB40, OB80, Chương trình của các khối đó sẽ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệubáo ngắt cùng chủng loại Các khối chương trình này có thể thực hiện tại mọi vòng quétchứ không phải bị gò ép là phải ở trong giai đoạn thực hiện chương trình Chẳng hạnmột tín hiệu báo ngẵt xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông và kiểm tra nội

bộ, PLC sẽ tạm dừng công việc truyền thông, kiểm tra, để thực hiện ngắt như vậy, thờigian vòng quét sẽ càng lớn khi càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét

Do đó để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển, tuyệt đối khôngnênviết chương trình xử lý ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắttrong chương trình điều khiển

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp vớicổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ nhớ đệm của cổng trong vùng nhớ tham số Việc truyềnthông giữa bộ đêm ảo với ngoại vi trong giai đoạn 1 và 3 do hệ điều hành CPU quản lý

Ở một số modul CPU, khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi côngviệc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện với cổng vào/ra

11/130

Ưu nhược điểm của PLC trong công nghiệp

Đặc điểm hệ thống điều khiển dùng Rơle

- Tốn kém rất nhiều dây dẫn

- Thay thế rất phức tạp

- Cần công nhân sửa chữa tay nghề cao

- Công suất tiêu thụ lớn

- Thời gian sửa chữa lâu

- Khó cập nhật sơ đồ nên gây khó khăn cho công tác bảo trì cũng như thay

thế

Tóm lại: Ở những hệ thống relay cũ để điều khiển đóng ngắt một thiết bị sau khi thực thi

tác vụ theo một khoảng thời gian xác định, chúng ta hay dùng các bộ Timer Controller,khi đếm các sự kiện, sản phẩm,… chúng ta dùng các bộ Counter Controller có thể làbằng số cơ khí hay hiển thị bằng Led 7 đoạn, LCD… các giá trị cài đặt được thao táctrên các bộ controller này, nhưng vấn đề sẽ bắt đầu phức tạp dần khi trong hệ thống cầnnhiều bộ timer hay counter riêng lẻ nhưng phải phối hợp có hệ thống trong một tác vụliên tục và không có tính lặp lại, lúc này tủ điều khiển của ta bắt đầu quá tải về số lượngcontroller, dây nối điều khiển, cable nguồn bắt đầu tăng lên và khi hệ thống cần sự thayđổi các tham số trong quá trình điều khiển chúng ta sẽ tốn rất nhiều công sức để lần lượtthiết lập từng bộ Timer hay Counter Quá phức tạp Chúng ta chưa tính đến khả năng lãohoá các thiết bị, tính chính xác sẽ từ từ kém đi theo thời gian, chưa tính đến khả năng hưhỏng tức thời của số lượng thiết bị này sẽ tiều tốn của chúng ta khá nhiều tiền chi choviệc chuẩn đoán và thay thế và chúng ta còn chưa tính đến số thời gian vô ích khi ngừng

hệ thống không vận hành sản xuất được, có lẽ các sự kiện nêu trên hoàn toàn đúng vớicông thức: “Xác suất của số lần hỏng hóc sẽ tăng tỷ lệ thuận với tổng số các thiết bị cótham gia trong quá trình điều khiển”

Đặc điểm hệ thống điều khiển dùng PLC

Sự ra đời của hệ điều khiển PLC đã làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển cũng như cácquan niệm thiết kế về chúng, hệ điều khiển dùng PLC có nhiều ưu điểm như sau:

- Giảm 80% số lượng dây nối

- Công suất tiêu thụ của PLC rất thấp

12/130

- Có chức năng tự chuẩn đoán do đó giúp cho công tác sửa chữa được nhanh chóng và

dễ dàng

- Chức năng điều khiển thay đổi dễ dàng bằng thiết bị lập trình (máy tính, màn hình) màkhông cần thay đổi phần cứng nếu không có yêu cầu thêm bớt các thiết bị vào, ra

- Số lượng rơle và timer ít hơn nhiều so với hệ điều khiển cổ điển

- Số lượng tiếp điểm trong chương trình sử dụng không hạn chế

- Thời gian hoàn thành một chu trình điều khiển rất nhanh (vài ms) dẫn đến tăng cao tốc

độ sản xuất

- Chương trình điều khiển có thể in ra giấy chỉ trong vài phút giúp thuận tiện cho vấn đềbảo trì và sửa chữa hệ thống

- Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học

- Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa

- Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp

- Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các Modul

mở rộng

- Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ

- Giá cả có thể cạnh tranh được

Đặc trưng của PLC là khả năng có thể lập trình được, chỉ số IP ở dải quy định cho phépPLC hoạt động trong môi trường khắc nghiệt công nghiệp, yếu tố bền vững thích nghi,

độ tin cậy, tỉ lệ hư hỏng rất thấp, thay thế và hiệu chỉnh chương trình dễ dàng, khả năngnâng cấp các thiết bị ngoại vi hay mở rộng số lượng đầu vào nhập và đầu ra xuất đượcđáp ứng tuỳ nghi trong khả năng trên có thể xem là các tiêu chí đầu tiên cho chúng takhi nghĩ đến thiết kế phần điều khiển trung tâm cho một hệ thống hoạt động tự động

Ứng dụng của PLC trong công nghiệp

Từ các ưu điểm nêu trên, hiện nay PLC đã được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khácnhau trong công nghiệp như:

- Hệ thống nâng vận chuyển

13/130

- Dây chuyền đóng gói.

- Các robot lắp giáp sản phẩm

- Điều khiển bơm

- Dây chuyền xử lý hoá học

- Công nghệ sản xuất giấy

- Dây chuyền sản xuất thuỷ tinh

- Sản xuất xi măng

- Công nghệ chế biến thực phẩm

- Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn

- Dây chuyền lắp giáp Tivi

- Điều khiển hệ thống đèn giao thông

- Quản lý tự động bãi đậu xe

- Hệ thống báo động

- Dây chuyền may công nghiệp

- Điều khiển thang máy

- Dây chuyền sản xuất xe ôtô

- Sản xuất vi mạch

- Kiểm tra quá trình sản xuất

14/130

Phân loại

Về hình dạng

Có hai kiểu cơ cấu thông dụng với các hệ thống PLC là kiểu hộp đơn và kiểu modul nốighép Kiểu hộp đơn thường được sử dụng cho các thiết bị điều khiển lập trình cỡ nhỏ vàđược cung cấp dưới dạng nguyên chiếc hoàn chỉnh

Kiểu modul ghép nối: gồm nhiều modul riêng cho bộ nguồn, CPU, cổng vào/ra đượclắp trên thanh ray Kiểu này có thể sử dụng cho các thiết bị lập trình ở mọi kích cỡ

Về số lượng các đầu vào/ra

Căn cứ vào số lượng các đầu vào/ ra, ta có thể phân PLC thành bốn loại sau:

- Micro PLC là loại có dưới 32 kênh vào/ ra

- PLC nhỏ có đến 256 kênh vào/ ra

- PLC trung bình có đến 1024 kênh vào/ ra

- PLC cỡ lớn có trên 1024 kênh vào/ra

Các micro – PLC thường có ít hơn 32 đầu vào/ra Trên hình 1.2 là ví dụ về micro PLC

họ T100MD-1616 do hãng Triangle Research International sản xuất Cấu tạo tương đốiđơn giản và toàn bộ các bộ phận được tích hợp trên một bảng mạch có kích thước nhỏgọn Micro – PLC có cấu tạo gồm tất cả các bộ phận như bộ xử lý tín hiệu, bộ nguồn,các kênh vào/ra trong một khối Các Micro – PLC có ưu điểm hơn các PLC nhỏ là giáthành rẻ, dễ lắp đặt

Một loại micro PLC khác là DL05 của hãng Koyo, loại này có 30 kênh vào/ ra

15/130

Một loại micro-PLC khác là loại xê ri 90 của Fanuc Loại này có 8 kênh vào và 8 kênhra.

PLC loại nhỏ có thể có đến 256 đầu vào/ra Trên hình 1.5 là PLC của hãng OMRON

loại ZEN – 10C Loại PLC này có 34 kênh vào/ ra gồm: 6 kênh vào và 4 kênh ra trên

mô đun CPU, còn lại 3 mô đun vào/ ra, với 4 kênh vào và 4 kênh ra cho mỗi mô đun

16/130

Hãng Siemens có các PLC loại nhỏ như S5-90U, S5-95U, S5-100U (hình 1.6), S7 – 200

là các loại PLC loại nhỏ, có số lượng kênh vào/ ra nhỏ hơn 256 Cấu tạo của các PLCloại nhỏ cũng tương tự như cấu tạo của các PLC loại trung bình, vì đều là dạng mô đun.Điểm khác biệt là dung lượng bộ nhớ, số lượng kênh vào/ ra của các mô đun khác nhau

về độlớn và tốc độ xử lý thông tin cũng khác nhau PLC của Siemens được dùng rộngrãi ở trong hầu hết các nước có nền công nghiệp phát triển

Các PLC trung bình có thể có dến 1024 đầu vào/ra Loại CJ1M của Omron trên hình 1.8

có 320 kênh vào/ ra

Loại PLC CQM1 hay CQMIH của Omron trên hình có 512 kênh vào ra

17/130

Hãng Siemens có một số xê ri S7-200 là cácloại PLC hạng trung bình Số lượng kênhvào/ra của S-300 có thể trong khoảng từ 256 đến 1024.

Các PLC loại lớn có nhiều hơn 1024 đầu vào/ra Loại này có tốc độ xử lý rất cao, dung

lượng bộ nhớ lớn và thường được dùng trong điều khiển các hệ thống thiết bị công nghệphức tạp Hãng Omron có PLC loai CJ1 trên hình 1.10, là loại có tới 1280 kênh vào/ ra

và loại CJ1H có tới 2560 kênh vào/ra

Hãng Omron còn có loai CS1 trên hình, là loại PLC cỡ lớn với 5120 kênh vào/ ra

18/130

Các PLC loại lớn của Siemens là các loại xê ri S7-300, S7-400 Các loại này có số lượngkênh vào/ ra rất lớn Các kênh này không thể đấu trực tiếp lên PLC mà phải thông quacác bộ dồn kênh và tách kênh ( demultiplexeur và multiplexeur) Trên hình 1.12 là PLCS7ư400 của Siemens Đây là loại PLC mạnh nhất của Siemens hiện nay Cấu hình củaPLC này được biểu diễn bằng hình Các PLC trung bình và lớn có các mô đun vào/ra cóthể lắp ráp với nhau trên cùng một giá đỡ tiêu chuẩn, cho phép lắp thêm hoặc tháo bớt ra

mà không cần tắt nguồn Các PLC được kết nối với nhau thông qua mạng ETHERNETcông nghiệp

19/130

Hình 1.13a.Cấu trúc của S7-400

Hình 1.14 Sơ đồ kết nối mạng của S7-400 trong công nghiệp

20/130

Các PLC loại lớn thường dùng để điều khiển ở mức cao ở mức thấp thường là các thiết

bị điều khiển tương tự, hay thiết bị điều khiển số với các PLC loại nhỏ, hay loại trungbình ở mức thấp, chủ yếu là các thiết bị điều khiển trực tiếp các thiết bị công nghệ, các

cơ cấu chấp hành, các động cơ, bơm, van, cuộn hút, đèn hiệu vv Điều khiển ở mức caobao gồm các điều khiển liên quan đến phần quản lý hệ thống và quản lý dữ liệu của hệthống điều khiển ở mức này, các dữ liệu có thể được thu thập từ các các thiết bị điềukhiển mức thấp hoặc từ bên ngoài hệ thống thông qua mạng nội bộ và mạng Internet.Các dữ liệu từ các PLC được truyền về các máy tính trung tâm để lưu trữ và xử lý.Trường hợp các hệ thống sản xuất tự động có điều khiển bằng thống kê, đây chính làđiều khiển ở mức cao, tương ứng với cấu trúc quản lý của hệ thống Hoạt động của hệthống điều khiển được điều chỉnh dựa theo kết quả phân tích, đánh giá từ các dữ liệuthống kê, như vậy giúp cho việc sản xuất luôn ở dạng tối ưu nhất và hiệu quả nhất PLCS7-400 của Siemens là một trong những loại PLC lớn và rất mạnh trong các hệ thốngđiều khiển sản xuất qui mô như các nhà máy công nghiệp Loại PLC này có thể kết nốitrực tiếp qua mạng Ethernet công nghiệp với các thiết bị điều khiển mức cao hơn để traođổi dữ liệu hoặc thông các các các kênh giao diện khác như MPI , PROFIBUS, EIB haygiao diện AS để thu thập dữ liệu và điều khiển như hình 1.14

Về hãng sản xuất và sản phẩm

Có nhiều hãng sản xuất PLC Chúng ta chọn 4 hãng tiêu biểu gồm: Mitsubishi, Omron,Siemens, Telemecanique

CP1L - Thế hệ Micro PLC mới cho tương lai

Tối đa 160 I/O, RS-232 / 485 / 422

- Kết nối với môđun mở rộng CPM1

- Bộ nhớ 5/10Kstep, có memory unit ngoài

- Lập trình cổng USB bằng CX-P V7.1

- Chạy mô phỏng bằng CX-Simulator

CPM1A, CPM2A - Loại Micro PLC thông dụng

21/130

CP1H - Loại Compact PLC cao cấp (All-In-One)

PLC cỡ vừa – CJ1M

22/130

Cách thể hiện các dòng lệnh và nguyên tắc gọi và thực thi chương trình cũng như cáccông cụ dùng để gỡ rối khi thảo chương rất giống nhau ở cú pháp và cách thể hiện.

Trên nền tảng phù hợp các ứng dụng, tính kinh tế, tính cạnh tranh, các nhà sản xuất PLC

đã giới thiệu khá nhiều dòng sản phẩm phù hợp trong dãy sản phẩm của mình, các sảnphẩm có ứng dụng đơn giản như (Logo-Siemens, Alpha-Mitsubishi, Zen-Omron, Smart-Telemecanique)

Chúng ta sẽ quan tâm tới các họ PLC có điạ chỉ vào/ra trên dưới 512 I/O (512 input/output) bộ nhớ chương trình tăng đến 32KB hoặc 64KB Step và các thành phần ngoại vikết nối thêm có thể điều khiển trong các hệ thống tự động vừa và nhỏ, đơn lẻ, gần nhưđáp ứng hầu hết các yêu cầu điều khiển theo ý đồ của các nhà thiết kế

Mitsubishi: (Software mô tả GX-Developer V8.0Up) họ Fx-xx của hãng tuân thủ quy

ước gán địa chỉ mang tính kế thừa và phát triển trong tương lai (chỉ nói về các địa chỉcho các cổng vào/ra, và các ngõ vào và ra này sẽ được nối trực tiếp với các thiết bị ralệnh và chấp hành bên ngoài)

Ví dụ: Ở dòng Fx-xx có địa chỉ ngõ vào InputDigital được gán theo nhóm từng byte, bắtđầu là byte 0 tương ứng chúng ta có các địa chỉ: X000 đến X007 (8 bit = 1 byte) hay còngọi là hệ cơ số 8

Như vậy, ở nhóm byte thứ 2 tiếp theo quy ước gán địa chỉ sẽ bắt đầu bằng X010 đếnX017 địa chỉ ngõ ra được gán ký hiệu Y và bắt đầu từ Y000 đến Y007 tuân thủ tương tựnhư cách gán ngõ vào X

Các địa chỉ được gán theo quy ước trên chỉ bao gồm trong dòng sản phẩm PLC có seri

FX, các dòng sau từ seri A, Q-A đã được nâng cấp lên nhóm 2 byte như vậy địa chỉ

23/130

được gán lúc này sẽ bắt đầu bằng X000 cho đến X007, tuân theo thứ tự đếm của hệ cơ

số 16…

Trải qua hơn 25 năm, từ khi Mitsubishi Electric giới thiệu PLC gọn đầu tiên trên thịtrường châu Au Từ đó Mitsubishi đã trở nên hãng dẫn đầu thế giới trong khu vực này,với hơn 6 triệu trong số những sự cài đặt bộ điều khiển

Với những kích thước gọn của họ và chi phí thấp những bộ điều khiển được mở ra viễncảnh mới trong kỹ thuật tự động công nghiệp Nhiều ứng dụng cho tự động hóa

Loạt FX3U mà bây giờ đang được giới thiệu là họ PLCs gọn vô cùng thành công củaMitsubishi Electric thế hệ thứ ba

Tính tương thích - nhờ phạm vi bộ cấp điện (tiếp điện) rộng của họ những bộ điều

khiển FX có thể được sử dụng khắp thế giới

Tính Toàn cầu - Những bộ điều khiển MELSEC FX phù hợp với tất cả các tiêu chuẩn

công nghiệp quốc tế chính

24/130

FX1N kết hợp những lợi ích của một bộ điều khiển gọn không đắt với những khả năng

mở rộng linh hoạt của một hệ điều khiển mô đun Nó có thể được mở rộng cho tới 128đầu vào và những đầu ra và với một phạm vi toàn diện của những mô đun chức năngđặc biệt FX1N cũng làm nổi bật một bộ điều khiển định vị tổng hợp mạnh

Thẻ truyền thông của FX1N và những khả năng nối dữ liệu làm cho nó trở nên lý tưởngcho những ứng dụng nơi kích thước phần cứng bộ điều khiển, những đặc tính truyềnthông, những chức năng và tốc độ xử lý đặc biệt là mọi thứ phê bình

Những ưu điểm của loạt FX1N:

- 14 tới 128 đầu vào và những đầu ra

The FX2N đã đặt những tiêu chuẩn trong khu vực kỹ thuật tự động công nghiệp và làmột trong những bộ điều khiển tiêu thụ- lớn nhất worldwide Nó có nhiều đặc tính bìnhthường được tìm thấy trong những bộ điều khiển lớn hơn Chỉ dẫn FX2N lôgíc là mộttrong những hệ thống PLC gọn nhanh nhất sẵn có Nó có những khả năng truyền thông

và một phạm vi rộng của sự mở rộng rộng lớn và những mô đun chức năng đặc biệt sẵn

có cho cấu hình của những hệ thống chính xác

Hãng Siemens (Đức)

PAC Sản phẩm tích hợp giữa PLC và WinCC lập trình điều khiển và mô phỏng hệ thống điều khiển tự động

26/130

Cấu trúc phần cứng PLC S7-300

Hệ thống Module

PLC S7-300 cấu trúc dạng module gồm các thành phần sau:

• CPU các loại khác nhau: 312IFM, 312C, 313, 313C, 314, 314IFM, 314C, 315,315-2 DP, 316-2 DP, 318-2,

• Module tín hiệu SM xuất nhập tín hiệu tương đồng /số: SM321, SM322,

SM323, SM331, SM332,SM334, SM338, SM374

• Module chức năng FM

• Module truyền thông CP

• Module nguồn PS307 cấp nguồn 24VDC cho các module khác, dòng 2A, 5A,10A

• Module ghép nối IM: IM360, IM361, IM365

Các module được gắn trên thanh rây như hình dưới, tối đa 8 module SM/FM/CP ở bênphải CPU, tạo thành một rack, kết nối với nhau qua bus connector gắn ở mặt sau củamodule Mỗi module được gán một số slot tính từ trái sang phải, module nguồn là slot

1, module CPU slot 2, module kế mang số 4…

Nếu có nhiều module thì bố trí thành nhiều rack (trừ CPU312IFM và CPU313 chỉ cómột rack), CPU ở rack 0, slot 2, kế đó là module phát IM360, slot 3, có nhiệm vụ kếtnối rack 0 với các rack 1, 2, 3, trên mỗi rack này có module kết nối thu IM361, bên phảimỗi module IM là các module SM/FM/CP Cáp nối hai module IM dài tối đa 10m Cácmodule được đánh số theo slot và dùng làm cơ sở để đặt địa chỉ đầu cho các module ngõvào ra tín hiệu Đối với CPU 315-2DP, 316-2DP, 318-2 có thể gán địa chỉ tùy ý cho cácmodule

28/130

Mỗi địa chỉ tương ứng với một byte Với các module số địa chỉ một ngõ vào hay ra làx.y, x là địa chỉ byte, y có giá trị từ 0 đến 7 Ví dụ module SM321 DI 32 có 32 ngõ vàogắn kế CPU slot 4 có địa chỉ là I0.y, I1.y, I2.y, I3.y, I là ký hiệu chỉ ngõ vào số Moduleanalog có địa chỉ theo word, ví dụ module SM332 AO4 có 4 ngõ ra analog gắn ở slot

5 rack 1 có địa chỉ PQW400, PQW402, PQW404, PQW406, ngõ ra số có ký hiệu là Qcòn ngõ vào analog ký hiệu là PIW

Các CPU 312IFM, 314 IFM, 31xC có tích hợp sẵn một số module mở rộng

• CPU 312IFM, 312C: 10 ngõ vào số địa chỉ I124.0 …I124.7, I125.1; 6 ngõ ra sốQ124.0…Q124.5

• CPU 313C: 24 DI I124.0 126.7, 16DO Q124.0 125.7, 5 ngõ vào tương đồng

AI địa chỉ 752 761, hai ngõ ra AO 752 755

• CPU 314IFM: 20 ngõ vào số I124.0 … I126.3; 16 ngõ ra số Q124.0 …Q125.7;

4 ngõ vào tương đồng PIW128, PIW130, PIW132, PIW134; một ngõ ra tươngđồng PQW128

Module CPU

Các module CPU khác nhau theo hình dạng chức năng, vận tốc xử lý lệnh Loại 312IFM,314IFM không có thẻ nhớ Loại 312IFM, 313 không có pin nuôi Loại 315-2DP,316-2DP, 318-2 có cổng truyền thông DP Các đèn báo có ý nghĩa sau:

- SF (đỏ) lỗi phần cứng hay mềm,

- BATF (đỏ) lỗi nguồn nuôi,

- DC5V (lá cây) nguồn 5V bình thường,

- FRCE (vàng ) force request tích cực

29/130

- RUN (lá cây) CPU mode RUN ; LED chớp lúc start-up w 1 Hz; mode HALT w.0.5 Hz

- STOP mode (vàng) CPU mode STOP hay HALT hay start-up; LED chớp khimemory reset request

- BUSF (đỏ) lỗi phần cứng hay phần mềm ở giao diện PROFIBUS

Khóa mode có 4 vị trí:

- RUN-P chế độ lập trình và chạy

- RUN chế độ chạy chương trình

- STOP ngừng chạy chương trình

Thông qua cổng truyền thông MPI (MultiPoint Interface) có thể nối : máy tính lậptrình, màn hình OP (Operator panel) , các PLC có cổng MPI (S7-300, M7-300, S7-400,M7-400, C7-6xx), S7-200, vận tốc truyền đến 187.5kbps (12Mbps với CPU 318-2, 10.2kbps với S7-200) Cổng Profibus –DP nối các thiết bị trên theo mạng Profibus với vậntốc truyền lên đến 12Mbps

30/130

* Các vùng nhớ của PLC

Vùng nhớ chương trình (load memory) chứa chương trình người dùng (không chứa

địa chỉ ký hiệu và chú thích) có thể là RAM hay EEPROM trong CPU hay trên trên thẻnhớ

Vùng nhớ làm việc (working memory) là RAM, chứa chương trình do vùng nhớ

chương trình chuyển qua; chỉ các phần chương trình cần thiết mới được chuyển qua,phần nào không cần ở lại vùng nhớ chương trình , ví dụ block header, data block

Vùng nhớ hệ thống (system memory) phục vụ cho chương trình người dùng, bao gồm

timer , counter, vùng nhớ dữ liệu M, bộ nhớ đệm xuất nhập…

Trên CPU 312IFM và 314 IFM vùng nhớ chương trình là RAM và EEPROM; các CPUkhác có pin nuôi, vùng nhớ chương trình là RAM và thẻ nhớ Khi mất nguồn hay ở chế

độ MRES ( reset bộ nhớ) RAM sẽ bị xóa Một số vùng nhớ của RAM ( timer, counter,vùng nhớ M, khối dữ liệu ) có thể khai báo là lưu giữ (retentive) bằng phần mềm S7

để chuyển các vùng này sang bộ nhớ lưu giữ (NVRAM non volative ) dù không có pinnuôi, kích thước cụ thể tùy loại CPU

Bảng sau cho một số thông số chính của các CPU

31/130

Module nguồn nuôi (PS)

Module nguồn nuôi Có 3 loại:2A, 5A, 10A

Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra (SM)

Module vào số có các loại sau:

SM331 AI 2*12 : module chuyển đổi hai kênh vi sai áp hoặc dòng, hoặc một kênh điện

trở 2/3/4 dây, dùng phương pháp tích phân, thời gian chuyển đổi từ 5ms đến 100ms, độphân giải 9, 12, 14 bit + dấu, các tầm đo như sau: ±80 mV; ±250 mV; ± 500 mV; ±1000mV; ± 2.5 V; ± 5 V;1 5 V; ± 10 V; ± 3.2 mA; ± 10 mA; ± 20 mA; 0 20 mA; 4 20

mA Điện trở 150 ?; 300 ?; 600 ?; Đo nhiệy độ dùng cặp nhiệt E, N, J, K, L, nhiệt kếđiện trở Pt 100, Ni 100 Các thông số mặc định đã được cài sẵn trên module, kết hợp vớiđặt vị trí của module tầm đo (bốn vị trí A, B, C, D) nếu không cần thay đổi thì có thể sửdụng ngay

34/130

• SM331, AI 8*12bit , 8 kênh vi sai chia làm hai nhóm, độ phân giải 9 (12, 14 )

bit + dấu

• SM331, AI 8*16bit , 8 kênh vi sai chia làm 2 nhóm , độ phân giải 15 bit + dấu

Module Analog Out:

Cung cấp áp hay dòng phụ thuộc số nhị phân phụ hai

- SM332 AO 4*12 bit: 4 ngõ ra dòng hay áp độ phân giải 12 bit, thời gian chuyển đổi0.8 ms

Module ghép nối (IM)

Module IM360 gắn ở rack 0 kế CPU dùng để ghép nối với module IM361 đặt ở các rack

1, 2, 3 giúp kết nối các module mở rộng với CPU khi số module lớn hơn 8 Cáp nối giữahai rack là loại 368 Trong trường hợp chỉ có hai rack, ta dùng loại IM365

37/130

Module có chức năng điều khiển riêng (FM)

Module phục vụ truyền thông (CM)

Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC vớimáy tính

38/130