Điều khiên PLC S7-300 qua WinCC

Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các chương trình khối OB, FC, FB và thực hiện chương trình theo chu kỳ vòng quét.. hay đơn giản cấu tạo PLC như hì

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN Error! Bookmark not defined

LỜI CAM ĐOAN Error! Bookmark not defined

LỜI NÓI ĐẦU 6

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 5

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300 12

1.1 Tổng quan về PLC 12

1.1.1 Giới thiệu về PLC 12

1.1.2 Phân loại 13

1.1.2.1 Phân loại theo hãng sản xuất 13

1.1.2.2 Phân loại theo Version: 13

1.1.3 Các lĩnh vực ứng dụng PLC 14

1.1.3.1 Máy tính 14

1.1.3.2 Vi xử lý 14

1.1.3.3 PLC 14

1.1.4 Các ưu điểm khi sử dụng hệ thống với PLC 15

1.2 Cấu trúc phần cứng họ PLC S7-300 15

1.2.1 Các tiêu chuẩn và thông số kĩ thuật họ S7-300 15

1.2.2 Tính năng của PLC S7-300 17

1.2.3 Các modul của PLC S7-300 17

1.2.3.1 Module CPU 17

1.2.3.2 Các loại module mở rộng 18

1.2.3.3 Xác định địa chỉ cho module mở rộng 19

1.2.3.4 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng 20

1.3 Ngôn ngữ lập trình cho PLC S7-300 21

1.3.1 Các vùng dữ liệu, vùng nhớ, các quy định về dữ liệu và cách truy cập địa chỉ trên PLC 21

1.3.1.1 Kiểu dữ liệu: 21

Bảng 1.2: Kiểu dữ liệu của PLC S7-300 21

1.3.1.2 Cấu trúc bộ nhớ của CPU 22

1.3.2 Các loại ngôn ngữ lập trình cơ bản 25

1.3.2.1 Ngôn ngữ “Hình thang”, ký hiệu là LAD (Lader logic) 25

1.3.2.2 Ngôn ngữ “Liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL(Statement list) 26

1.3.2.3 Ngôn ngữ “Hình khối”, ký hiệu là FBD (Function Block Diagram) 26

1.3.2.4 Ngôn ngữ GRAPH 26

1.3.2.5 Ngôn ngữ High GRAPH 26

1.3.3 Các kĩ thuật lập trình 27

1.3.3.1 Lập trình tuyến tính 27

1.3.3.2 Lập trình có cấu trúc 27

1.3.3.3 Sử dụng các khối OB 28

1.3.3.4 Những hàm chuẩn quản lý ngắt 29

1.3.4 Phần mềm lập trình Step 7 29

1.3.4.1 Trình tự các bước thiết kế chương trình điều khiển 29

1.3.4.2 Soạn thảo Project 30

1.3.4.3 Làm việc với PLC S7-300 35

CHƯƠNG 2: LẬP TRÌNH VỚI WINCC 40

2.1 Giới thiệu tổng quan về lập trình WinCC 40

2.2 Đặc trưng cơ bản của WinCC 40

2.3 Các ứng dụng, chức năng phổ biến của WinCC 41

2.4 Các bước soạn thảo một Project trong WinCC 42

2.5 Các chức năng của WinCC 43

2.5.1 Graphic Designer 43

2.5.2 Alarm Logging 44

2.5.2.1 Chức năng của Alarm Logging 44

2.5.2.2 Thiết lập thông báo 44

2.5.3 Tag Logging 50

2.5.3.1 Chức năng, nhiệm vụ của Tag Logging 50

2.5.3.2 Quá trình hiển thị các giá trị xử lý 50

2.5.4 Report Designer 55

2.5.5 User Administrator 55

CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN PLC S7-300 QUA WINCC 56

3.1 Phát biểu bài toán 56

3.2 Hướng giải quyết của bài toán 56

3.2.1 Chọn phần mềm lập trình cho PLC 56

3.2.2 Chọn phần mềm điều khiển PLC 56

3.3 Các công cụ để giải quyết bài toán 57

3.3.1 Đối tượng điều khiển của bài toán 57

3.3.2 Phần cứng dùng giải quyết bài toán 58

3.4 Lập trình giải quyết bài toán 60

3.4.1 Mạch điều khiển đảo chiều động cơ 60

3.4.2 Lưu đồ hoạt động của hệ thống 63

3.4.2.1 Lưu đồ thuật toán điều khiển động cơ quay thuận 63

3.4.2.2 Lưu đồ thuật toán điều khiển động cơ quay ngược 64

3.4.2.3 Lưu đồ thuật toán điều khiển cổng PIW 288 65

3.4.2.4 Lưu đồ thuật toán điểu khiển cổng PQW 304 66

3.4.2.5 Lưu đồ thuật toán điều khiển đảo chiều động cơ 66

3.4.3 Lập trình cho PLC S7-300 68

3.4.3.1 Xác định thiết bị vào/ra 68

3.4.3.2 Thiết lập cấu hình phần cứng cho trạm PLC 68

3.4.4 Lập trình WinCC 73

3.4.4.1 Khởi động chương trình 73

3.4.4.2 Cài đặt driver kết nối PLC 74

3.4.4.3 Tạo các Tag ngoại 75

3.4.4.4 Thiết kế các giao diện của hệ thống 80

3.4.4.5 Các hình ảnh chương trình khi thực hiện chạy chương trình 86

KẾT LUẬN 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Error! Bookmark not defined

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết bị PLC ra đời và phát triển từ những năm 1970 của thế kỷ trước Nếu lúc đầu

để sử dụng được các thiết bị này yêu cầu người sử dụng phải có kiến thức về điện tử,

có trình độ cao Ngày nay thì điều đó đã hoàn toàn thay đổi Do các PLC ngày nay càng ngày càng có cấu tạo hợp lý, dễ sử dụng hơn nên việc sử dụng và lập trình càng

dễ dàng hơn PLC có những ưu điểm mà một số thiết bị khác không có như: dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển, lắp đặt đơn giản nhờ có các module riêng biệt, có độ mềm dẻo rất cao, thay đổi cấu hình dễ dàng, giá thành không cao và có khả năng mở rộng các ứng dụng

Chính những ưu điểm đó đã làm cho PLC ngày càng trở thành một sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như: công nghiệp chế tạo, công nghiệp điều khiển, đo lường Hãng Siemens là một hãng sản xuất các thiết bị công nghiệp hàng đầu thế giới đã cung cấp sản phẩm cũng như hỗ trợ kĩ thuật cho rất nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam

Việc tự động hóa các dây chuyền sản xuất công nghiệp đã và đang ngày càng được ứng dụng rất rộng rãi nhằm tăng năng suất lao động, chất lượng sản phẩm và đặc biệt

là độ chính xác do nó đem lại rất cao Việc điều khiển các motor có ý nghĩa rất lớn trong các quy trình công nghiệp như trong các ngành chế tạo ô tô, các dây chuyển sản xuất, các trạm điều khiển Nếu được kết nối với hệ thống máy vi tính cùng một phần mềm điều khiển giám sát trên đó thì hiệu quả điều khiển là rất lớn

Trong suốt thời gian thực hiện đồ án, do còn hạn chế về mặt thời gian và kiến thức, kinh nghiệm thực tế nên chắc chắn đồ án của em còn nhiều thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy giáo, cô giáo và các bạn để hệ thống của em ngày càng hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1 Mục đích của đề tài

- Ứng dụng PLC S7-300 và WinCC để xây dựng phần cứng và phần mềm điều khiển, giám sát cho hệ thống đảo chiều động cơ Từ đó rèn luyện các kỹ năng như phương pháp nghiên cứu, phân tích thiết kế hệ thống điều khiển tự động, các kỹ năng lập trình cho PLC và WinCC

- Việc sử dụng phần mềm WinCC để điều khiển giám sát hệ thống tự động hóa có

sự điều khiển của PLC giúp cho năng suất lao động tăng cao, hệ thống được làm việc chính xác và đặc biệt là khả năng giám sát hệ thống rất cao

2 Nhiệm vụ của đề tài

- Tìm hiểu:

+ Cấu trúc của PLC S7-300 CPU 314, kỹ thuật lập trình PLC S7-300

+ Phần mềm điều khiển WinCC và kỹ thuật lập trình WinCC

+ Các linh kiện điện tử cần thiết để lắp đặt phần cứng cho hệ thống

- Xây dựng phần cứng và phần mềm điều khiển phần cứng đảm bảo: có thể hoạt động trong môi trường độc lập hay công nghiệp có sự điều khiển của PLC

- Xây dựng phần mềm trên máy tính đảm bảo: có thể điều khiển được hệ thống, giám sát các công đoạn, thu thập, in ấn dữ liệu hệ thống, giúp đưa ra các cảnh báo cho người sử dụng hệ thống

3 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp nghiên cứu sử dụng là tìm hiểu, phân tích, thiết kế Cụ thể:

- Tìm hiểu phải cụ thể kỹ càng, nắm bắt các vấn đề cốt lõi để đảm bảo có thể xây dựng được hệ thống

- Xây dựng phần cứng, phần mềm phải đảm bảo các yêu cầu đặt ra của đề tài

- Có thể phát triển, nâng cao đề tài trong tương lai

MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẲT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN

STL Statement List (Programming language representation in STEP7)

LAD Ladder logic (Programming language representation in STEP7)

FBD Function Block Diagram (Programming language representation in STEP 7)

CPU Central processing unit

I Process image input

Q Process image output

PI I/O External input

PQ I/O external output

DB Data block

L Local data block

HMI Human Machine interface

MES Manufacturing Excution System

ERP Enterprise Resouce Planning

WinCC Windows Control Center

SCADA Supercisory Control And Data Acquision

IFM Intergrated Function Module

2 Hình 1.2: Các nhãn hiệu 1 Mishibishi 2 Omron 3 Siemens… 13

5 Hình 1.5: Qui tắc xác định địa chỉ cho các module số 20

6 Hình 1.6: Qui tắc xác định địa chỉ cho các module tương tự 21

8 Hình 1.8: Trình tự các bước thiết kế chương trình điều khiển 31

11 Hình 1.11: Khai báo một trạm SIMATIC S7-300 33

12 Hình 1.12: Có thể đổi tên các danh mục mặc định 33

15 Hình 1.15: Cách đổ chương trình từ cửa sổ soạn thảo 37

16 Hình 1.16: Cách đổ chương trình từ màn hình chính của Step7 37

17 Hình 1.17: Giao diện cho phép giám sát PLC bằng Step7 38

25 Hình 2.4: Giao diện System Wizard: Selecting Message Block 47

26 Hình 2.5: Giao diện System Wizard: Preseting Classes 48

29 Hình 2.8: Giao diện Type để định dạng màu cho thông báo 49

30 Hình 2.9: Kéo tạo hình ảnh Alarm Logging trong Graphic

Designer

50

31 Hình 2.10: Cửa sổ thiết lập thuộc tính cho bảng Alarm Logging 50

32 Hình 2.11: Đánh dấu chọn để chạy ứng dụng Alarm Logging 51

35 Hình 2.14: Giao diện Creating An Archive: Step-1- 53

36 Hình 2.15: Tạo một Trend Control trong Graphic Designer 54

37 Hình 2.16: Tạo một Table Control trong Graphic Designer 55

38 Hình 2.17: Đánh dấu chọn để chạy ứng dụng Tag Logging 55

41 Hình 3.1: Sơ đồ điều khiển động cơ dùng PLC S7-300 58

43 Hình 3.3: Sơ đồ đảo chiều động cơ dùng khí cụ điện 62

44 Hình 3.4: Sơ đồ đảo chiều động cơ trên PLC S7-300 62

45 Hình 3.5: Giản đồ thời gian của một chu kỳ điều khiển 64

46 Hình 3.6: Lưu đồ thuật toán điều khiển động cơ quay thuận 64

47 Hình 3.7: Lưu đồ thuật toán điều khiển động cơ quay ngược 65

48 Hình 3.8: Lưu đồ thuât toán điều khiển cổng PIW 288 66

48 Hình 3.9: Lưu đồ thuật toán điều khiển cổng PQW 304 67

50 Hình 3.10: Lưu đồ thuật toán điều khiển đảo chiều động cơ 68

61 Hình 3.21: Giao diện khi khởi tạo xong các Tags 79

64 Hình 3.24: Các bức ảnh hệ thống được tạo 80

65 Hình 3.25: Giao diện màn hình chính của hệ thống 82

66 Hình 3.26: Giao diện thiết kế Tag Logging động cơ quay thuận 83

67 Hình 3.27: Giao diện thiết kế Tag Logging động cơ quay ngược 83

68 Hình 3.28: Giao diện thiết kế Tag Logging cổng PIW 288 85

69 Hình 3.29: Giao diện thiết kế Tag Logging cổng PQW 304 85

72 Hình 3.32: Giao diện hệ thống khi chạy chương trình 87

73 Hình 3.33: Giao diện Tag Logging động cơ quay thuận 88

74 Hình 3.34: Giao diện Tag Logging động cơ quay ngược 88

MỤC LỤC CÁC BÀNG SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN

1 Bảng 1.1: Tiêu chuẩn và thông số kĩ thuật họ S7-300 16

7 Bảng 3.5: SIMATIC SM331-8AIx12BIT ( 331-7KF02-0AB0) 60

8 Bảng 3.6: SIMATIC SM332-2AOx12BIT ( 332-5HB01-0AB0) 61

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300 1.1 Tổng quan về PLC

1.1.1 Giới thiệu về PLC

Hình thành từ nhóm các kỹ sư hãng General Motors năm 1968 với ý tưởng ban đầu là thiết kế một bộ điều khiển thoả mãn các yêu cầu: lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu; dễ dàng thay thế, sửa chữa; ổn định trong môi trường công nghiệp; giá cả cạnh tranh

Thiết bị PLC là loại cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số qua một ngôn ngữ lập trình thay cho thể hiện bằng mạch số

Như vậy, với chương trình điều khiển PLC trở thành bộ phận điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và dễ trao đổi với môi trường xung quanh Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các chương trình (khối OB, FC, FB) và thực hiện chương trình theo chu kỳ vòng quét

Các PLC tương tự máy tính nhưng máy tính được tối ưu hóa cho các tác vụ tính toán và hiển thị, còn PLC được chuyên biệt cho các tác vụ điều khiển và môi trường công nghiệp nên nó có các đặc điểm sau:

- Được thiết kế bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn

- Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra

- Được lập trình dễ dàng với ngôn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép toán logic và chuyển mạch

Cấu tạo chung của PLC:

hay đơn giản cấu tạo PLC như hình sau:

Hình 1.1: Cấu tạo chung của PLC

Để thực hiện một chương trình điều khiển, PLC có tính năng như một máy tính, tức là có một bộ vi xử lý , một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển,

dữ liệu và các cổng vào/ra để giao tiếp với đối tượng điều khiển và trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Ngoài ra để phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn phải có thêm các khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm (Counter), bộ định thời (Timer)… và những khối hàm chuyên dụng khác

1.1.2 Phân loại

1.1.2.1 Phân loại theo hãng sản xuất

Theo cách phân loại này có các nhãn hiệu như Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay…

1) 2) 3)

Hình 1.2: Các nhãn hiệu 1 Mitshubisi, 2 Omron, 3 Siemens…

1.1.2.2 Phân loại theo Version:

Tuỳ vào nhãn hiệu lại có các Version khác nhau:

- PLC Misubishi có các họ: Fx, Fxo, Fxon…

1.1.3.1 Máy tính

- Dùng trong chương trình phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao

- Có giao diện thân thiện

- Tốc độ xử lý cao

- Có thể có dung lượng lưu trữ lớn

1.1.3.2 Vi xử lý

- Dùng trong chương trình có độ phức tạp không cao (vì có 8 bit)

- Giao diện không thân thiện

- Tốc độ tính toán không cao

- Không lưu trữ hay lưu trữ với dung lượng rất ít

1.1.3.3 PLC

- Độ phức tạp và tốc độ xử lý không cao

- Giao diện không thân thiện với người sử dụng

- Môi trường làm việc khắc nghiệt

1.1.4 Các ưu điểm khi sử dụng hệ thống với PLC

- Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic như dùng rơle

- Có độ mềm dẻo sử dụng rất cao, khi chỉ cần thay đổi chương trình điều khiển

- Chiếm vị trí không gian nhỏ trong hệ thống

- Nhiều chức năng điều khiển

- Tốc độ cao

-Công suất tiêu thụ nhỏ

- Không cần quan tâm nhiều đến vấn đề lắp đặt

- Có khả năng mở rộng số lượng đầu vào/ra khi nối thêm các module

- Tạo khả năng mở ra các lĩnh vực áp dụng mới

- Giá thành không cao

Tất cả các ưu điểm trên làm cho hiện nay PLC được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển tự động, cho phép nâng cao năng suất, chất lượng và sự đồng nhất sản phẩm, tăng hiệu suất, giảm năng lượng tiêu tốn, tăng mức an toàn, thoải mái trong lao động, nâng cao tính thị trường của sản phẩm

1.2 Cấu trúc phần cứng họ PLC S7-300

1.2.1 Các tiêu chuẩn và thông số kĩ thuật họ S7-300

Bảng 1.1: Tiêu chuẩn và thông số kĩ thuật họ S7-300

CPU standar

Main memory/ instruct 64Kb/ 21K

Load Memory 64 Kbyte 8 MByte through Micro Memory Card

Backup All blocks through Micro Memory Card

2 µs

3 µs

 Number of blocks

.Number of loadable block

Address ranges

I/O address area

I/O process image

Digital channels (central)

Analog channels (central)

1024/1024 byte 128/128 byte

1024

256 Expansion

- Các Bus nối tích hợp phía sau các module

- Có thể nối mạng MPI, Profibus hoặc IE

- Thiết bị lập trình trung tâm có thể truy cập đến các Module

Trong họ S7-300 có nhiều module CPU khác nhau Nó được đặt tên theo bộ vi xử

lý có trong nó như module CPU 312, module CPU 314…

Những module cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về số cổng vào/ra onboard cũng như khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra này sẽ phân biệt với nhau trong tên gọi bằng cách thêm cụm chữ cái IFM Ví dụ module CPU313IFM, module CPU314IFM…

Ngoài ra, còn các loại module CPU với 2 cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán như mạng PROFIBUS Kèm theo cổng truyền thông thứ hai này là những phần mềm tiện dụng tích hợp sẵn trong hệ điều hành Các loại module CPU này phân biệt với các loại module CPU khác bằng thêm cụm từ DP Ví dụ CPU315-2DP

1.2.3.2 Các loại module mở rộng

- PS: module nguồn nuôi, có 3 loại là: 2A, 5A, 10A

- SM: module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, gồm có:

+ DI: module mở rộng các cổng vào số lượng cổng có thể là 8, 16, 32 tuỳ theo

từng loại module Nguồn nuôi có thể là 24VDC và 120/230 VAC

+ DO: module mở rộng các cổng ra số với số lượng cổng có thể là 8, 16, 32 tuỳ

theo từng loại module Nguồn nuôi là 24 VDC và ngắt điện từ

+ DI/DO: module mở rộng các cổng vào/ra số với số lượng cổng có thể là 8 vào/8

ra hay 16 vào/16 ra tuỳ thuộc voà từng loại module

+ AI: module mở rộng các cổng vào tương tự Về bản chất chúng là những bộ

chuyển đổi tương tự số 12 bit, tức mỗi tín hiệu tương tự được chuyển đổi thành một tín hiệu số (nguyên) có độ dài 12 bit Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4, 8 tuỳ theo loại module Tín hiệu vào có thể là áp, dòng, điện trở

+ AO: module mở rộng các cổng ra tương tự Chúng là những bộ chuyển đổi số

tương tự 12 bit Số các cổng ra tương tự có thể là 2, 4, 8 tuỳ theo từng loại module Tín hiệu ra có thể là áp hoặc dòng

+ AI/AO: module mở rộng các cổng vào/ra tương tự Số các cổng tương tự có thể

là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra

+ IM: module ghép nối Đây là loại module chuyên dụng có nhiệm vụ nối từng

nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi một module CPU Thông thường các module mở rộng được gá liền nhau trên một thanh đỡ gọi là rack Trên mỗi rack chỉ có thể gá tối đa 8 module mở rộng (không kể

module CPU, nguồn nuôi) Một CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với tối đa 4 rack và các rack này phải được nối với nhau bởi module IM

+ FM: module có chức năng điều khiển riêng, như module điều khiển động cơ

servo, module điều khiển động cơ bước, module PID, module đếm

+ CP: module phục vụ truyền thông trong mạng (MPI, PROFIBUS, IE) giữa các

PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính

+ Phụ kiện

+ Kiểm tra phần cứng

1.2.3.3 Xác định địa chỉ cho module mở rộng

Một trạm PLC được hiểu là một module CPU ghép nối với các module mở rộng khác (module DI, AI, AO…) trên những thanh rack, trong đó việc truy nhập của CPU vào các module mở rộng được thực hiện thông qua địa chỉ của chúng Một module CPU có khả năng quản lý được 4 thanh rack với tối đa 8 module mở rộng trên mỗi thanh

Tuỳ vào vị trí lắp đặt của module mở rộng trên mỗi thanh mà cac module có những địa chỉ khác nhau Cụ thể:

Hình 1.5: Quy tắc xác định địa chỉ cho các modul số

Hình 1.6: Quy tắc xác định địa chỉ cho các module tương tự 1.2.3.4 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng

Trong trạm PLC luôn có sự trao đổi dữ liệu giữa CPU với các module mở rộng thông qua bus nội bộ Ngay ở đầu vòng quét, các dữ liệu tại cổng vào của các module

số (DI) đã được CPU chuyển tới bộ đệm vào số Cuối mỗi vòng quét nội dung của bộ đệm ra số lại được CPU chuyển tới cổng ra số của các module ra số (DO) Việc thay đổi nội dung hai bộ đệm này được chương trình ứng dụng có nhiều lệnh đọc giá trị cổng vào số thì giá trị logic thực của cổng có thể bị thay đổi trong vòng quét, chương trình sẽ vẫn luôn đọc được cùng một giá trị từ I và giá trị đó chính là giá trị của cổng vào có tại thời điểm đầu vòng quét Điều đó cũng tương tự cho cổng ra số, giá trị cuối cùng mới thực sự đuợc đưa tới cổng ra vật lý của module DO

Khác với việc đọc/ghi cổng số, việc truy cập cổng vào/ra tương tự lại được CPU thực hiện trực tiếp với module mở rộng (AI/AO) Như vậy mỗi lệnh đọc giá trị từ địa chỉ thuộc vùng PI sẽ thu được một giá trị đúng bằng giá trị thực có ở cổng tại thời điểm thực hiện lệnh Tương tự khi thực hiện lệnh gửi một giá trị số tới địa chỉ vùng

PQ, giá trị đó sẽ được gửi tới cổng ra tương tự của module

Sở dĩ có sự khác biệt như vậy là do sự tổ chức bộ nhớ và phân chia địa chỉ của S7-300 Chỉ có module vào/ra số mới có bộ đệm cổng còn các module vào/ra tuơng tự thì không có, chúng chỉ được cung cấp địa chỉ dể truy cập (PI, PQ)

Tuy nhiên miền địa chỉ PI và PQ lại được cung cấp nhiều hơn là số các cổng vào/ra tương tự có thể có của trạm Chẳng hạn, thực chất các cổng vào tương tự chỉ có thể là tự địa chỉ PIB256 đến địa chỉ PIB767 nhưng miền địa chỉ của PI và PQ lại từ 0 tới 65535 Điều này tạo ra khả năng kết nối các cổng vào/ra số với những địa chỉ dôi

ra đó trong PI/PQ giúp chương trình ứng dụng có thể truy cập trực tiếp các module DI/DO mở rộng để có được giá trị tức thời tại cổng mà không cần thông qua bộ đệm I

thước Dạng Tầm và kí hiệu (từ Min->Max) Ví dụ

DWORD 32

Nhị phân

Thập lục phân

Thập phân không dấu

2#0 đến 2#1111_1111_1111_1111_1111_11

11_1111_1111

DW#16#0000_0000 đến DW#16#FFFF_FFFF

B#(0,0,0,0) đến B#(255,255,255,255)

2#0001_1101_1111_100 1_0001_1111_0011_111

T#1H_1M

Ngày hệ IEC với đơn vị 1 ngày

D#1990-1-1 đến D#2168-12-31 D#1985-2-8

Thời gian trong

1 nhày với đơn

vị 1ms

TOD#0:0:0.0 đến TOD#23:59:59.999 TOD#1:10:8.2

1.3.1.2 Cấu trúc bộ nhớ của CPU

Bộ nhớ của CPU S7-300 được chia làm 3 vùng chính:

- Vùng chứa chương trình ứng dụng: vùng này chia thành 3 miền

OB: miền chứa chương trình tổ chức

FC: miền chứa chương trình con, được tổ chức thành hàm có biến hình thức để

trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó

FB: miền chứa chương trình con, được tổ chức thành hàm và có khả năng trao đổi

dữ liệu với bất kì một khối chương trình nào khác Các dữ liệu này phải được xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (gọi là khối DB)

- Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng: vùng này

được phân chia thành 7 miền khác nhau gồm:

I: miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào số Trước khi bắt đầu thực hiện chương

trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của tất cả các cổng đầu vào và cất giữ chúng trong vùng nhớ I Chương trình sẽ lấy dữ liệu cổng vào từ bộ đệm I

Q: miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra số Kết thúc chương trình, PLC chuyển tất cả

giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra số Chương trình gán giá trị cổng ra thông qua bộ đệm này

M: miền các biến cờ Chương trình ứng dụng sử dụng vùng này để lưu trứ các

tham số cần thiết và có thể truy cập nó theo bít (M), byte (MB), từ (MW) hay từ kép (MD)

T: miền nhớ phục vụ bộ thời gian bao gồm việc lưu trữ giá trị thờị gian đặt trước,

giá trị đếm thời gian tức thời cũng như giá trị logic đầu ra của bộ Timer

C: miền nhớ phục vụ đếm bao gồm việc lưu trữ giá trị đặt trước, giá trị đếm tức

thời cũng như giá trị logic đầu ra của bộ counter

PI: miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự (I/O external input) Các giá

trị tương tự tại cổng vào của module tương tự sẽ được module đọc và chuyển tự động theo điạ chỉ Chương trình ứng dụng có thể truy cập miền nhớ PI theo byte (PIB), theo

từ (PIW), hay từ kép (PID)

PQ: miền điạ chỉ cổng ra của các module tương tự (I/O external output) Các giá

trị theo những địa chỉ này sẽ được module đọc và chuyển tới các cổng ra tương tự Chương trình ứng dụng có thể truy cập theo byte (PQB), từ (PQW), từ kép (PQD)

- Vùng nhớ các khối dữ liệu: chia làm 2 loại

DB: miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối Kích thước cũng như số

lượng khối do người sử dụng quy định, phù hợp với từng bài toán điều khiển Chương trình có thể truy cập miền này theo bit (DBX), byte (DBB), từ (DBW) hay từ kép (DBD)

L : miền dữ liệu địa phương, được các khối chương trình OB, FC, FB tổ chức và

sử dụng cho các biến nháp tức thời và trao đổi dữ liệu của biến hình thức với các khối chương trình đã gọi nó Nội dung của một số dữ liệu trong miền nhớ này sẽ bị xoá khi kết thúc chương trình tương ứng OB, FC, FB Miền này có thể truy nhập từ chương trình theo bit (L), byte (LB), từ (LW), từ kép (LD)

Những khối OB đặc biệt

OB10 (time of day Interrupt): chương trình trong khối OB10 sẽ được thực hiện

khi giá trị của đồng hồ thời gian thực nằm trong một khoảng thời gian đã quy định

OB20 (time delay Interrupt): chương trình trong khối OB20 sẽ được thực hiện sau

một khoảng thời gian trễ đặt trước kể từ khi gọi chương trình hệ thống SFC32 để đặt thời gian trễ

Hardware Interrupt

OB81 (Powersuply fault): module CPU sẽ gọi chương trình trong khối OB81 khi

phát hiện có lỗi về nguồn nuôi

OB100 (Start Up Information): khối OB100 sẽ được thực hiện một lần khi CPU

chuyển từ trạng thái STOP sang RUN

Cách truy cập địa chỉ

Địa chỉ ô nhớ trong Step7-300 gồm 2 phần: phần chữ và phần số

Phần chữ: chỉ vị trí và kích thước ô nhớ, chúng có thể là:

M: chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước 1 bit

MB: chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước 1 byte

MW: chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước 2 byte

MD: chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước 4 byte

I: chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng vào số có kích thước 1 bit

IB: chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng vào số có kích thước 1 byte

IW: chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng vào số có kích thước 2 byte

ID: chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng vào số có kích thước 4 byte

Q: chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng ra số có kích thước 1 bit

QB: chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng ra số có kích thước 1 byte

QW: chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng ra số có kích thước 2 byte

QD: chỉ ô nhớ trong miền bộ đệm cổng ra số có kích thước 4 byte

PIB: chỉ ô nhớ có kích thước 1 byte thuộc vùng PI, thường là địa chỉ cổng vào

của các module tương tự

PIW: chỉ ô nhớ có kích thước 2 byte thuộc vùng PI, thường là địa chỉ cổng vào

của các module tương tự

PID: chỉ ô nhớ có kích thước 2 từ thuộc vùng PI, thường là địa chỉ cổng vào của

Phần số: chỉ địa chỉ của byte hoặc bit trong miền nhớ đã xác định Nếu ô nhớ đã

xác định thông qua phần chữ là có kích thước 1 bit thì phần số sẽ gồm địa chỉ của byte

và số thứ tự của bit trong byte đó được tách với nhau bằng dấu chấm, ví dụ I1.3 chỉ bít thứ 3 trong byte 1 của miền bộ đệm cổng vào số

Trong trường hợp ô nhớ được xác định là byte, từ hoặc từ kép thì phần số sẽ là địa chỉ byte đầu tiên trong mảng byte của ô nhớ đó, ví dụ MB5 chỉ ô nhớ có kích thước1 byte trong miền các biến cờ M

1.3.2 Các loại ngôn ngữ lập trình cơ bản

1.3.2.1 Ngôn ngữ “Hình thang”, ký hiệu là LAD (Lader logic)

Đây là ngôn ngữ đồ họa thích hợp với những người quen thiết kế mạch logic

1.3.2.2 Ngôn ngữ “Liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL(Statement list)

Đây là ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính Một chương trình được ghép bởi nhiều câu lện theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúc chung là “tên lện” + ”toán hạng”

1.3.2.3 Ngôn ngữ “Hình khối”, ký hiệu là FBD (Function Block Diagram)

Đây là ngôn ngữ đồ hoạ thích hơpự cho những người quen thiết kế mạch điều khiển số

1.3.2.4 Ngôn ngữ GRAPH

Đây là ngôn ngữ lập trình cấp cao dạng đồ họa Cấu trúc chương trình rõ ràng, chương trình ngắn gọn

1.3.2.5 Ngôn ngữ High GRAPH

Là dạng ngôn ngữ lập trình phát triển từ ngôn ngữ GRAPH

Trong các ngôn ngữ trên, ngôn ngữ Graph và High Graph ít được sử dụng hơn

1.3.3 Các kĩ thuật lập trình

1.3.3.1 Lập trình tuyến tính

Là cách lập trình mà toàn bộ chương trình chỉ nằm trong một khối duy nhất là OB1 Kỹ thuật lập trình này có ưu điểm là gọn, rất phù hợp với bài toán đơn giản, ít nhiệm vụ

Do toàn bộ chương trình nằm trong một khối OB1 nên khối này được thường trực trong vùng nhớ Work memory, trừ khi có tín hiệu báo ngắt Ngoài khối OB1 trong miền Work memory còn có miền nhớ địa phương cấp phát cho OB1 và những khối

DB được OB1 sử dụng Hình dưới mô tả thực hiện chương trình điều khiển tuyến tính

Hình 1.7: Chương trình điều khiển tuyến tính 1.3.3.2 Lập trình có cấu trúc

Lập trình có cấu trúc là kỹ thuật cài đặt thuật toán điều khiển bằng cách chia nhỏ thành các khối chương trình con FC hay FB với mỗi khối thực hiện một nhiệm vụ cụ thể của bài toán điều khiển và toàn bộ các khối chương trình này lại được quản lý một cách thống nhất bởi khối OB1 Trong OB1 có các lệnh gọi những khối chương trình con theo thứ tự phù hợp với bài toán điều khiển đặt ra

Hoàn toàn theo kiểu tương tự thì một nhiệm vụ điều khiển lại được chia nhỏ thành các khối chương trình con cũng được gọi từ một khối chương trình con khác Nhưng không bao giờ chương trình con lại gọi được đến chính nó Còn do sự hạn chế của ngăn xếp của các module CPU nên không được tổ chức chương trình con gọi lồng nhau quá số lần mà module CPU được phép sử dụng

Giữa khối mẹ và khối con có sự liên hệ thể hiện qua việc trao đổi các giá trị Khi

gọi khối con, khối mẹ cần cho những sự kiện thông qua các tham trị đầu vào để khối

con thực hiện nhiệm vụ Sau khi thực hiện xong nhiệm vụ, khối con phải trả lại kết

quả bằng tham trị đầu ra Hệ điều hành của CPU tổ chức việc truyền tham trị thông

qua block của từng khối con

Như vậy, khi thực hiện gọi một khối con, hệ điều hành sẽ:

- Chuyển khối con được gọi từ vùng load memory vào vùng Work memory

- Cấp phát cho khối con một phần bộ nhớ trong Work memory để làm local block

Cấu trúc local block được qui định khi soạn thảo các khối

- Truyền tham trị từ khối mẹ cho biến hình thức IN, IN-OUT của local block

- Sau khi thực hiện xong các khối con và ghi kết quả dưới dạng tham trị đầu ra

cho biến OUT, IN-OUT của local block, hệ điều hành sẽ chuyển các tham trị này cho khối mẹ và giải phóng khối con cùng local block ra khỏi vùng Work memory

1.3.3.3 Sử dụng các khối OB

Các khối OB có thể được sắp xếp theo loại công dụng thành 3 nhóm:

- Nhóm các khối OB chứa chương trình ứng dụng xử lý ngắt

- Nhóm các khối OB chứa chương trình khởi động

- Nhóm các khối OB xử lý lỗi trong hệ thống

Điểm khác biệt giữa khối OB với các khối thuộc local block là OB không được

gọi chủ động để thực hiện (ví dụ bằng lện CALL) mà bị động bởi các tín hiệu ngắt

Chương trình trong các khối OB này có thể có các lệnh gọi khối FC hoặc FB nhưng

không thể gọi tới khối OB khác

Nếu có nhiều tín hiệu ngắt một lúc thì khối OB nào có độ ưu tiên cao nhất sẽ

được thực hiện trước và khối OB có độ ưu tiên thấp hơn phải chờ cho đến khi toàn bộ

khối OB có độ ưu tiên cao hơn xử lý xong mới đến lượt thực hiện Khối OB1 là khối

có độ ưu tiên thấp nhất nên mọi tín hiệu ngắt đều ngắt được quá trình thực hiện

chương trình của khối OB1

- Ngăn xếp I: do cũng được gọi bị động bằng tín hiệu ngắt, hệ điều hành cần các giữ vị trí quay về, các dữ liệu để tiếp tục công việc trong khối mẹ Ngăn xếp cất các

dữ liệu này gọi là I-Stack Độ sâu của I-Stack quyết định số các khối chương trình xử

lý ngắt được ngắt lồng nhau và độ sâu này phụ thuộc vào từng loại module CPU (với CPU 314 là 8)

- Chương trình ứng dụng xử lý ngắt: là loại chương trình viết cho các khối OB và được gọi bởi các tín hiệu báo ngắt thuộc loại:

+ Ngắt tuần tự theo thời gian (OB30 – OB38)

+ Ngắt tại một thời điểm định trước (OB10 – OB17)

+ Ngắt cứng (OB40 – OB47)

- Chương trình khởi động: hệ điều hành của S7-300 cung cấp khối OB100 cho phép ta thực hiện được các công việc khởi động chương trình điều khiển Khi CPU từ trạng thái STOP sang RUN không phân biệt bằng khóa chuyển trên CPU hay nhờ phần mềm Step7 thì hệ điều hành bao giờ cũng thực hiện gọi khối OB100 sau đó mới thực hiện bắt đầu vòng quét khối OB1

- Xử lý lỗi hệ thống: lỗi hệ thống gồm có 2 loại (lỗi đồng bộ như: lỗi vượt quá thời gian cho phép, ngắt nguồn nuôi, lỗi truyền thông, sự cố module CPU, thiếu khối OB; lỗi không đồng bộ: lỗi lặp trình, lỗi truy cập module)

1.3.3.4 Những hàm chuẩn quản lý ngắt

- Che và bỏ mặt nạ che các tín hiệu ngắt, tín hiệu báo lỗi không đồng bộ

- Che và vỏ mặt nạ che tín hiệu báo lỗi đồng bộ

- Tích cực và huỷ bỏ ngắt thời điểm

1.3.4 Phần mềm lập trình Step 7

1.3.4.1 Trình tự các bước thiết kế chương trình điều khiển

Hình 1.8: Trình tự các bước thiết kế chương trình điều khiển 1.3.4.2 Soạn thảo Project

Chương trình quản lý SIMATIC là giao diện đồ hoạ với người dùng bằng chương trình soạn thảo trực tuyến/ngoại tuyến đối tượng S7 Với chương trình S7 ta có thể:

- Quản lý đề án và thư viện

- Tác động các công cụ của Step7

- Truy cấptrực tuyến PLC

- Soạn thảo thẻ nhớ

Trong một project sẽ có:

- Bảng cấu hình phần cứng về tất cả các module của từng trạm PLC

- Bảng tham số xác định chế độ làm việc cho từng module của mỗi trạm PLC

- Các logic block chứa chương trình ứng dụng của từng trạm PLC

- Cấu hình ghép nối và truyền thông giữa các trạm PLC

- Các màn hình giao diện phục vụ việc giám sát toàn bộ mạng hoặc giám sát từng trạm PLC của mạng

a Khai báo và mở một project

Để khai báo một project ta chọn File > New hoặc chọn “New project/library”

Gõ tên project vào màn hình mới xuất hiện và chọn nơi cất project

Hình 1.9: Khai báo một Project mới

Trong trường hợp có một project sẵn ta chọn File > Open hay kích chuột vào biểu tượng “Open project/library” từ cửa sổ chính của Step7 và chọn tên project muốn mở, cuối cùng nhấn phím OK để kết thúc

Hình 1.10 : Mở một Project có sẵn

b Xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC

Sau khi khai báo xong một project mới thì project đó chỉ là rỗng Nên ta có thể tiến hành khai báo cấu hình phần cứng cho trạm PLC này Có thể không cần khai báo phần cứng mà đi vào viết chương trình ngay cũng được, khi thực hiện chương trình trên PLC, đầu tiên PLC sẽ kiểm tra các trạm có trong chương trình không Nếu không

có thì báo ngắt lỗi hay thiếu module

Nếu không khai báo mà đi ngay vào thiết kế thì ta chọn Insert/program/s7

program Điều này có ích khi trường hợp một trạm PLC có nhiều phiên bản chương

trình ứng dụng khác nhau

Để khai báo cấu hình cứng cho một trạm PLC với Simatic S7-300 ta kích vào Insert /Station /Simatic 300 station

Hình 1.11: Khai báo một trạm SIMATIC 300

Sau khi khai báo một trạm, thư mục project chuyển sang không rỗng với thư mục con trong nó với tên mặc định là Simatic 300 (1) và ta có thể thay đổi tên này

Hinh 1.12: Có thể đổi tên các danh mục mặc định

Để vào màn hình khai báo phần cứng ta kích đúp chuột vào biểu tượng

“Hardware”, trong hộp thoại hiện ra thanh rack và các slot để gắn các module lên

thanh rack đó Muốn đưa module nào vào ta chỉ cần chọn slot nơi module sẽ được gắn

vào và kích đúp chuột vào module đó trong bảng các module kèm theo

Hình 1.13: Bảng cấu hình trạm PLC

c Soạn thảo chương trình cho các khối logic

Khai báo xong phần cứng cho trạm PLC, quay lại cửa sổ chính của Step7 ta thấy thư mục Simatic 300 (1) có thêm các thư mục và ta có thể đổi tên các thư mục đó Tất cả các khối logic (OB, FC, FB, DB) chứa trong chương trình ứng dụng đều nằm trong thư mục Block với khối OB1 mặc định có trong thư mục này

Muốn soạn thảo chương trình cho khối nào ta kích đúp chuột vào khối đó Chức năng soạn thảo của Step7 cũng như các phần mềm khác cũng có các phím tắt, phím nóng, chế độ cắt dán, kiểm tra lỗi cú pháp…

Để khai báo và soạn thảo cho các khối OB, FC, FB, DB khác ta kích chuột phải

vào Block và chọn Insert New Object

Các bước soạn thảo một khối logic cho chương trình ứng dụng gồm:

- Tạo khối logic hoặc từ cửa sổ màn hình chính của Step7 bằng cách chọn Insert

trên thanh công cụ rồi vào S7 Block để chọn loại khối logic muốn tạo hoặc vào chương trình soạn thảo và chọn New

- Thiết kế local block cho khối logic vừa tạo

- Viết chương trình

d Sử dụng thư viện của Step 7

Phần mềm Step7 có một bộ thư viện khá phong phú gồm những khối chương trình FC, FB, SFC, SFB đã được chuẩn hoá mà ta có thể sử dụng

Trên thanh công cụ trong cửa sổ màn hình soạn thảo có biểu tượng của các hàm thư viện có trong Step7 (Program Elenments) Muốn sử dụng hàm nào trước hết ta phải biết hàm đó thuộc nhóm chức năng nào, sau đó đi tìm trong bảng danh mục bằng cách mở thư mục nhóm chức năng đó

e Sử dụng tên hình thức

Tránh cho ngôn ngữ lập trình khô khan và dễ hiểu, Step7 đã cung cấp thêm khả năng sử dụng tên hình thức trong lập trình thay vì các kí hiệu địa chỉ, chữ số khối FC, FB…khó nhớ Các tên hình thức của một địa chỉ hay tên khối…phải được khai báo

trước trong bảng có tên là Symbols

Do tên hình thức sử dụng trong toàn bộ chương trình ứng dụng nên bảng khai báo tên hình thức phải có vị trí ngang bằng với chương trình ứng dụng hay nó phải nằm

trong cùng thư mục với thư mục Block Kích đúp chuột vào thư mục Symbols và tiến

hành khai báo các tên hình thức Sau khi điền đầy đủ tên hình thức, địa chỉ mà nó thay

thế và cất vào project Chọn View > Symbols Representation hay phím nóng CTRL +

Q, chương trình sẽ chuyển sang tên hình thức với tên đã khai báo Muốn quay lại kí hiệu địa chỉ tuyệt đối ta ấn lại phím nóng CTRL + Q hoặc chọn View > Symbols

Representation

Hình 1.14: Giao diện khai báo tên hình thức

1.3.4.3 Làm việc với PLC S7-300

a Quy định địa chỉ MPI cho module CPU

Máy tính/máy lập trình được nối với module CPU qua cổng truyền thông nối tiếp RS-232 (COM) của máy tính hay qua cổng MPI (MPI card) là còn tuỳ thuộc vào bộ giao diện được sử dụng Có nhiều khả năng kết nối PLC với máy tính, song để truyền thông nhờ Step7 thì PLC luôn phải được nối với máy tính qua cổng lập trình (RS-485)

Sau khi ghép nối máy tính với module CPU ta phải định nghĩa thêm địa chỉ truyền thông vì một máy tính/máy lập trình có thể làm việc với nhiều trạm PLC Mặc định, các module CPU đều có địa chỉ là 2 (địa chỉ MPI) Muốn thay đổi địa chỉ MPI ta nhấn đúp chuột vào tên của module trong bảng khai báo cấu hình phần cứng để vào chế độ đặt lại tham số làm việc, chọn General > MPI và sửa lại địa chỉ MPI

Sau khi định nghĩa địa chỉ MPI cho trạm PLC xong, ta phải ghi địa chỉ đó lên module CPU và khi đó module CPU mới làm việc với địa chỉ mới này Việc này được thực hiện bằng cách kích vào biểu tượng Down loadtrên thanh công cụ hay chọn PLC

> Down load Ta cũng có thể đọc cấu hình hiện có ở module CPU và toàn bộ chương trình bằng cách kích chọn biểu tượng Up load

b Ghi chương trình lên module CPU

Có hai cách đổ chương trình lên module CPU sau khi đã soạn thảo xong là:

- Đổ từ màn hình soạn thảo chương trình bằng cách kích chuột vào biểu tượng Down load trên thanh công cụ của màn hình Với cách này thì chỉ có khối chương trình đang ở màn hình soạn thảo mới được đổ lên module CPU

Hình 1.15: Cách đổ chương trình từ cửa sổ soạn thảo

- Đổ từ màn hình chính Step7 cũng bằng cách kích chuột vào biểu tượng Down

load Cách này sẽ đổ toàn bộ các khối trong thư mục Block hay những khối ta chọn

Muốn đổ toàn bộ thư mục hay chỉ một số khối ta phải kích chọn thư mục hay các khối

và nhấn vào biểu tượng Down load

Hình 1.16: Cách đổ chương trình từ màn hình chính của Step7

c Giám sát việc thực hiện chương trình

Sau khi ghi chương trình lên CPU thì nội dung Load memory của CPU và thư mục Block trong máy tính là một Nếu bật công tắc trên CPU từ STOP sang RUN, CPU sẽ thực hiện chương trình theo vòng quét và quá trình thực hiện này được Step7 giám sát qua chương trình trong Project

Để vào màn hình giám sát, ta kích chuột tại phím Monitor trên thanh công cụ của màn hình soạn thảo

Hình 1.17: Giao diện cho phép giám sát PLC bằng Step7

Theo mặc định, Step7 chỉ cho hiện nội dung các bits RLO, STA và của ACCU1 Tuy nhiên ta có thể cho hiển thị thêm nội dung toàn bộ thanh ghi trạng thái, các thanh ghi khác hay có thể thay đổi kiểu dữ liệu được hiển thị

1) 2)

Hình 1.18: Cách chọn nội dung giám sát

1) Chọn nội dung hiển thị 2) Chọn cách hiển thị

Ta thấy rằng nếu đang trong chế độ giám sát thì ta không thể sửa được chương trình và ngược lại ta không thể thực hiện việc giám sát nếu chương trình trên module CPU không đồng nhất với chương trình có trong project trên máy tính

d Giám sát module CPU

Bên cạnh việc có thể giám sát chương trình ta còn có thể giám sát module CPU Việc

đó được thực hiện bằng cách vào cửa sổ PLC trên thanh công cụ, sau đó chọn PLC > Diagnostic/setting > Hardware Diagnostic sẽ có hộp thoại như sau:

Hình 1.19: Cách chọn việc giám sát module CPU

Nếu muốn giám sát riêng module CPU thì kích chọn Module Information, màn

hình hiện ra ta có thể chọn việc giám sát như giám sát bộ đệm thì chọn ô Diagnostic

Buffer, thời gian thực hiện vòng quét thì chọn Scan Cycle Time

Hình 1.20: Giao diện giám sát module CPU

e Quan sát nội dung ô nhớ

Step7 cho phép quan sát nội dung ô nhớ thuộc vùng System Memory và các ô địa chỉ định nghĩa như PI, PQ Những ô nhớ được quan sát phải được khai báo trước trong bảng có tên là Variable Table và để làm việc này ta kích chuột tại PLC từ thanh công cụ màn hình của Step7 sau đó chọn Monitor / Modify Variable

Hình 1.21: Giao diện giám sát ô nhớ

Sau khi khai báo xong bảng tên các ô nhớ được quan sát ta kích phím quan sát Trên thanh công cụ có 2 phím quan sát phân biệt với nhau ở kí hiệu đồng hồ ở biểu tượng của phím Nếu kích phím không có kí hiệu đồng hồ thì bảng quan sát chỉ thể hiện nội dung ô nhớ tại thời điểm kích Ngược lại khi kích phím có kí hiệu đồng hồ, Step7 sẽ liên tục truy nhập và đọc nội dung các ô nhớ của module CPU để thể hiện vào bảng

CHƯƠNG 2: LẬP TRÌNH VỚI WINCC 2.1 Giới thiệu tổng quan về lập trình WinCC

WinCC viết tắt của Windows Control Centrer, là một phần mềm của hãng Siemens dùng để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu trong quá trình sản xuất và điều khiển Theo nghĩa hẹp, WinCC là chương trình hỗ trợ cho người lập trình thiết kế các giao diện Người và Máy - HMI trong hệ thống SCADA, với chức năng chính là thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển quá trình sản xuất Những thành phần có trong WinCC dễ sử dụng, giúp người dùng tích hợp những ứng dụng mới hoặc có sẵn

mà không gặp mấy khó khăn

WinCC cung cấp các module chức năng thường dùng trong công nghiệp như: hiển thị hình ảnh, tạo thông điệp, lưu trữ và báo cáo Giao diện điều khiển mạnh, truy cập nhanh chóng và chức năng lưu trữ an toàn…Với WinCC, người dùng có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp với nhiều PLC của các hãng khác nhau như Misubishi, Allen Braddly, Siemens…thông qua cổng COM với chuẩn RS-232 của máy tính và chuẩn RS-485 của PLC

2.2 Đặc trưng cơ bản của WinCC

WinCC v6.0, v6.2, v7.0 chạy trên hệ điều hành Microsoft Windown XP, Windows 2000… Do có tính chất mở và thường xuyên được cập nhật, phát triển nên WinCC tương thích với nhiều phần mềm chuẩn tạo nên giao diện người - máy đáp ứng nhu cầu sản xuất Chương trình tích hợp được nhiều ứng dụng, tận dụng dịch vụ của hệ điều hành làm cơ sở mở rộng hệ thống Với WinCC, ta có thể sử dụng nhiều giải pháp khác nhau để giải quyết công việc, từ việc xây dựng hệ thống có quy mô nhỏ và vừa khác nhau, cho tới việc xây dựng các hệ thống có quy mô lớn như MES ( Manufacturing Excution System - hệ thống quản lý việc thực hiện sản xuất), hệ thống ERP (Enterprise Resouce Planning)

Ngoài các chức năng hệ thống, WinCC còn mở ra các giao diện cho các giải pháp của người sử dụng, những giao diện này khiến chúng có thể tích hợp WinCC vào các giải pháp tự động hoá phức tạp Việc xử lý dữ liệu lưu trữ được tích hợp bằng các