Cac thiet bi dieu khien kha trinh PLC s7 300

Các thiết bị điều khiển khả trình - PLC S7-300

CÁC PHẦN TỬ ĐẦU RA

Động cơ Van diện từ Đèn, còi Hiển thị Chương trình

Bộ nhớ hệ thống

ROM

Bộ nhớ dữ liệu

RAM

Khối vào ra

Pannel lập trình

Bus dữ liệu

Bus hệ thống (Vào/Ra)Bus điều khiển

Mạch giao tiếp

Khối vào ra

• Giao tiếp giữa mạch vi điện tử của PLC với các mạch công suất bên ngoài:

chuyển mức điện áp, cách ly

• Cho phép nối trực tiếp với các cơ cấu công suất nhỏ

• Có 3 loại ngõ ra: ngõ ra rơle, ngõ ra transitor, ngõ ra triac

Tín hiệu bên trong PLC: 5VDC và 24VDC

∼

∼

NGÕ RA TRIAC (AC)

8

Thực hiện chương trình

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp (scan), gồm 4 bước:

• Chuyển dữ liệu từ ngõ vào -> vùng đệm

• Thực hiện chương trình

• Truyền thông nội bộ

• Chuyển nội dung bộ đệm đến ngõ ra

Chuyển data từngoại vi -> bộ đệm

Thực hiện chươngtrìnhTruyền thông nội bộ &

kiểm traChuyển data từ

bộ đệm -> ngoại vi

Ư u điểm PLC

• Thời gian lắp đặt công trình ngắn

• Dễ dàng thay đổi cả về phần cứng và chương trình

• Cần ít thời gian để huấn luyện

• Dễ dàng thiết kế nhờ phần mềm

• Ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng

• Dễ bảo trì Các chỉ thị vào ra giúp xử lý sự cố nhanh chóng

• Độ tin cậy cao

• Thích nghi trong môi trường khắc nghiệt : nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động, tiếng ồn…

- LAD (rơle, cuộn dây)

- IL (câu lệnh statement liste)

- ST (structured text): ngôn ngữ PC

-FBD (sơ đồ khối)

- Grafcet

1 Thiết lập cấu hình phần cứng

• Chọn CPU

• Chọn các module vào ra (analog, digital)

• Chọn module truyền thông

2 Tổ chức bộ nhớ

Lệnh chương trình

Từ khóa, địa chỉtạm

Các kết quả tính toán, các hằng số, bộ đệmtruyền thông

Timer, counter

Chương trình

Tham số

Dữ liệu Vùng đối tượng

2.1 Vùng dữ liệu

%XiStep (grafcet)

%KWiConstant

%SiSMi.j

Special memory (system)

%MiMi.j

Memory

%Qi.j

%QWi.jQi.j

AQWi.jOutput

%Ii.j

%IWi.jIi.j

AIWiInput

ViVariable

PL7S7-200 (226)

Vùng nhớ

2.2 Vùng đối tượng

%CiCi

Counter

%TMiTi

Timer

PL7S7-200 (226)

Vùng nhớ

16

Truy nhập theo từ đơn (word)

Tên vùng nhớ W Địa chỉ byte cao

Ví dụ: MW20

MB20 (byte cao)MB21 (byte thấp)

2.1 Nhóm lệnh vào ra

2 Các lệnh lập trình cơ bản

2.2 Nhóm lệnh logic

2 kiểu truy cập: T bit, T word

Thời gian = giá trị đặt * độ phân giải

20

T37-T63, T101-T2553276.7 s

100 ms

T33-T36, T97-T100327.67 s

10 ms

T32, T9632.767 s

1 ms

TON, TOF

T5-T31, T69-T953276.7 s

100 ms

T1-T4, T65-T68327.67 s

10 ms

T0, T6432.767 s

1 ms

TONR

Timer Number Maximum Value

Resolution

Timer Type

Phân bố vùng nhớ và độ phân giải các Timer (CPU 221, 222, 224, 226)

2.2.1 TON (đóng có thời gian)

•Ngõ ra T_bit « turn on » sau ngõ vào IN 1 khoảng thời gianτ

• Bắt đầu tính thời gian tại cạnh lên xung IN

• Reser Timer khi IN = 0 hoặc bằng lệnh reset

• T_bit = 1 khi T_word ≥ PT

2.2.2 TONR (đóng có thời gian, chỉ xóa bằng lệnh reset)

•Bắt đầu tính thời gian tại cạnh lên xung IN = 1

• Reser Timer bằng lệnh R(Txxx)

• Khi IN = 0, bộ đếm thời gian tạm ngừng

• T_bit = 1 khi T_word ≥ PT

2.2.3 TOF (tắt có thời gian)

•Ngõ ra T_bit « turn off» sau ngõ vào IN 1 khoảng thời gianτ

• Bắt đầu tính thời gian tại cạnh xuống xung IN

• Khi IN = 1, bộ đếm thời gian xóa về 0

• T_bit = 1 khi T_word ≥ PT

Khi C_word = PV, C_bit = 1

2.3.3 CTUD (đếm lên xuống)

ĐK ghi

Byte đầutiên lưuthời gian

Mở cửaK1

Q0.0

Có chướngngại vậtS3

I0.3

Cửa mởS2

I0.2

S1Op

Ký hiệu

Cửa đóngI0.1

Nút ấnI0.0

Chức năng

Địa chỉ

Bài tập

Đèn đỏ Đ

Q0.2

Đèn vàng V

Q0.1

X Run

Ký hiệu

Đèn xanh Q0.0

Bật/tắt I0.0

Chức năng

Đị a chỉ

Bài tập

Cahier des charges :

après appui sur départ cycle

« dcy », les chariots partent pour

un aller-retour Un nouveau départ

cycle ne peut se faire que si les

deux chariots sont à gauche.

CH1, CH2 : chariot 1, 2

g : capteur « position gauche »

d : capteur « position droite »

G : action « aller à gauche »

D : action « aller à droite »

32

Truy nhập theo từ kép (double word)

Tên vùng nhớ D Địa chỉ byte cao

Ví dụ: MD20

MB20 (byte cao)MB21MB22 MB23

Truy nhập vào Timer

% + I,Q + W + module no + .+ chỉ số kênh

Truy nhập vào BIT

Truy nhập vào từ đơn (WORD)

Ví dụ: %IW4.0 ; %QW5.1;…

Module Input analog, module số 4, kênh 0

4.1 Truy cập vào vùng nhớ I/O

4 Truy cập vào vùng dữ liệu – Họ PL7 (Schneider)

Ví dụ mô hình SAPHIR

Ví dụ: %IW102.2 rack 1, module 2, kênh 2

Ví dụ: %Q4.2 rack 0, module 4, kênh 2

Truy nhập vào BIT (M, S)

Truy nhập vào BYTE (M, S, K)

Ví dụ: %MB0 ; %KB20;…

Mỗi bit hệ thống mang một thông tin định nghĩa sẵn

4.3 Truy nhập vào vùng nhớ nội theo m
ng

% + địa chỉ bit nhỏ nhất của mảng : l

Mảng WORD, DOUBLE WORD, REAL

%MWi:l; %MDi:l; %MFi:l

4.4 Truy nhập qua modul AS-i (Actuator Sensor Interface)

Vị trí vật lý của modul

%I3.0/2.0 : input modul 3, slave 2, kênh 0

%Q3.0/4.3 : output modul 3, slave 2, kênh 3

Vị trí slave (0-31)

Vị trí kênh (0-3)

%TMi.Q: trạng thái ngõ ra của Timer

%TMi.V: giá trị hiện tại của Timer

%TMi.P: giá trị đặt trước của Timer

Counter

%Ci.P: giá trị đặt trước của Counter

%Ci.V: giá trị hiện tại của Counter

%Ci.E (bit): bộ đếm rỗng

%Ci.F (bit): bộ đếm đầy

%Ci.D (bit): bộ đếm đật đến giá trị đặt trước

5 Ngôn ngữ lập trình

- LAD (rơle, cuộn dây)

- IL (câu lệnh statement liste)

Tín hiệu ra

4.2 Nhóm lệnh logic

48

49Bài tập

Timer là một khối chức năng đặc biệt của PL7

ELSIF FE %I1.1 THEN DOWN %TM0;

END_IF;

IN: đầu vào kích hoạt Timer

%TMi.Q: ngõ ra của Timer

MODE: chế độ làm việc của Timer

TB: độphân giải của Timer

1min, 1ms, 100 ms hoặc 10 ms

%TMi.P: giá trị đặt trước của Timer (0-9999)

%TMi.V: giá trị hiện tại của Timer

Các chế độ làm việc của Timer: TON, TOF, TP

TON: đóng có thời gian

Bít đầu ra %TMi.Q trở về 0 khi giá trị hiện tại đã đạt đến %TMi.P

(5) (6)

Monostable này không thể khôi phục

Cách sử dụng Timer (PL7)

1 Lập trình và gán chỉ số Timer

2 Đặt các thông số của TimerMODE, TB, Preset

Application browser -> Variables -> Pridifined FB -> TM -> parameters

Timer - Monostable

Mạch một trạng thái bền

Khi %MN.V=0, R=04

Khi %MN.V>0, R=1;

3Giá trị %MN.P giảm dần theo thời gian2

Khi có sườn lên của đầu vào S, %MN.V nhận giá trị %MN.P1

Mô tả Giai

%Ci : chỉ số counter

%Ci.V : giá trị hiện tại của Counter

%Ci.P : giá trị đặt trước của Counter (0-9999)

R : đặt %Ci.V = 0

S : đặt %Ci.V = %Ci.P

CU : đếm lên tại sườn lên

CD : đếm xuống tại sườn lên

E(Empty) : E=1 khi %Ci.V chuyển từ 0 lên 9999

D(Done) : D=1 khi %Ci.V = %Ci.P

F(Full) : F=1 khi %Ci.V chuyển từ 9999 về 0

CU %C8

LD %C8.D

ST %Q2.0

IF %I1.1 THEN RESET %C8 END_IF;

Characteristic Address Value

Command input EN At state 1, compares the two operands

Output "Greater" > Is at state 1 if the content of the OP1 is greater than that of OP2

Output "Equal" = Is at state 1 if the content of the OP1 is equal to that of OP2

Output "Less" < Is at state 1 if the content of the OP1 is less than that of OP2

Output "Different" <> Is at state 1 if the content of the OP1 is different from that of OP2

Operand number 1 OP1 This operand is a single length word object (it may be indexed)

Operand number 2 OP2 This operand is a single length word object (it may be indexed)

COMPARE EN OP1

3 ST

IF %I1.1 THEN

%MF0:=%MF10+127.5;

60

4.6 Đọc - Ghi dữ liệu vào khối

Lưu và quản lý dữ liệu vào khối định nghĩa sẵn

Khối đầyF

Khối rỗngE

Xóa khốiR

Sườn lên của O cho phép lấy dữ liệu

ra khỏi khốiO

Sườn lên của I cho phép ghi từ vàokhối dữ liệu

Sec

Phần 3: PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH CÓ CẤU TRÚC

Các bước thiết kế chương trình trình tự cho PLC

1 Tìm hiểu quá trình điều khiển

2 Mô tả bằng lưu đồ thuật toán hay sơ đồ chức năng

3 Chuyển sang biểu thức boolean cho từng trạng thái

4 Chuyển biểu thức boolean sang LADDER

Điều kiện khởi động

Điều kiện chuyển bước

Điều kiện chuyển bước

SƠ ĐỒ CHỨC NĂNG

Phần 3: PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH CÓ CẤU TRÚC

GRAFCET

Gra phe F ontionnel de C ommande E tape T ransition

3.1 Định nghĩa

GRAFCET bao gồm các bước, các chuyển tiếp và các đường nối

Đường nối (link) : là một đoạn có hướng, nối giữa 2 bước

Hướng mặc định là từ trái sang phải, từ trên xuống dưới

4

Bước (step) : là một pha chứa các tác động

Biểu diễn bằng một khối chữ nhật, có đánh số (không cần theo thứ tự)

Các tác động ghi bên phải của mỗi bước

Khi một bước tích cực (active) ⇒ các tác động (action) tương ứng của nó sẽ

được thực hiện

Mỗi bước có 2 trạng thái:

TÍCH CỰC

KHÔNG TÍCH CỰC

Chuyển tiếp (transition): là điu kin để chuyển từ bước này sang bước khác

Chuyển tiếp là một biểu thức logic.

Trường hợp nhiều đường nối nối đến 1 bước

1 chuyển bước nối đến nhiều bước

- Nếu barrière đóng (A tác động), ta ấn nút

marche thì barrière sẽ di chuyển sang phải.

- Khi đến vị trí B, barière tự quay lại A

8

3.2 Các qui tắc biến đổi

Có 5 qui tắc biến đổi khi lập trình bằng GRAFCET

R1.Bc m đu:

- Tích cực khi bắt đầu quá trình hoạt động của GRAFCET

- Đặt trong khối chữ nhật kép

R2.Một chuyển tiếp sẽ cho thông (fire) tín hiệu qua bước kế tiếp nếu:

- Tất cả các bước liền kề trước nó đang tích cực

- Điều kiện chuyển tiếp được thỏa mãn

R3.Khi một chuyển tiếp thông:

- Làm TÍCH CỰC tất cả các bước kế tiếp liền kề một cách tức thời

- Làm MẤT TÍCH CỰC tất cả các bước liền kề trước đó

R4.Khi nhiều chuyển bước cùng đủ điều kiện cho thông tín hiệu thì nó sẽ cho thông

tín hiệu ĐỒNG THỜI

4

Điều kiện chuyển bước là sườn lên của xung cảm biếnR5.Khi một bước đồng thời có thể ở 2 trạng thái TÍCH CỰC hay KHÔNG TÍCH CỰC

thì nó sẽ ở trạng thái TÍCH CỰC

2

1 d=0 2

1 d=0 2

1 d=1 2

1 d=1

X1 = 0X2 = 0

10 20

10 30

K = 0

2 1

10 20

10 30

K =1

2 1

1

20 10

a=1 b=1

1

20 10

a=0 b=0

1

20 10

3.3.2 Các loại tác động liên quan đến mỗi bước

Gọi Xi là bước thứ i: Xi = 1 chỉ bước i đang tích cực

Trong thời gian bước 3 tích cực,

A khởi động sau 2s, B kết thúc sau 4s

2s/X3

4s/X3

3.3.3 Các loại điều kiện liên quan đến chuyển tiếp

Điều kiện logic của chuyển tiếp có thể biểu diễn dưới dạng:

• Biểu thức đại số logic

• Biểu thức về thời gian

• …

Biểu thức logicBước 4 hay bước 5 tích

cựctrue

X0=1 và p.(va+vb)=1

Các điều kiện logic của chuyển tiếp

a chuyển từ 1 xuống 0

a chuyển từ 0 lên 1

Điều kiện theo sườn xung

Điều kiện theo thời gian

Một xe goòng chuyên chở sản phẩm từ 3 băng chuyền độc lập sang một băng tải thứ tư theo sơ

đồsau:

G di chuyển xe gòong về bên trái

D di chuyển xe gòong về bên phải

R1quay băng chuyền 1

R2 quay băng chuyền 2

R3 quay băng chuyền 3

Rnquay băng chuyền 4

a1 có sản phẩm trên băng chuyền 1

a2 có sản phẩm trên băng chuyền 2

a3 có sản phẩm trên băng chuyền 3

ancó sản phẩm trên xe gòong

aecó sản phẩm trên băng chuyền 4

p1, p2, p3, pephát hiện vị trí của xe gòong

Tác độngCảm biến

20

Yêu cầu

- Các băng tải số 1, 2, 3 quay để đưa sản phẩm đến vị trí a1, a2, a3 tương ứng

- Xe goong di chuyển liên tục để nhận sản phẩm từ các băng chuyền

- Khi xe đến p1 và có SP tại a1,băng chuyền 1 quay để đưa SP vào xe

- …

- Xe di chuyển đến vị trí pe để dẩy SP vào băng chuyển 4

- Băng chuyền 4 quay để nhận SP từ băng chuyền hay khi các băng chuyền 1, 2, 3 quay

 Các phần còn lại của macro grafcet giống qui ước của một grafcet thông thường.

(ngoại trừ STEP IN/OUT)

 Một macro GRAFCET có thể chứa các macro GRAFCET khác

 Bắt đầu bằng step IN và kết thúc bằng step OUT

PL7

-64 Macro step (M0-M63) maximum

-250 step con trong Macro step

- Xt là bước đầu tiên của GRAFCET cần cưỡng bức

- Các bước của GRAFCET không nằm trong danh sách nói trên sẽ ở trạng thái không tích cực

Ví dụ :

"F10:{}« đặt tất cả các bước trong GRAFCET tham chiếu bởi X10 về 0 (không tích cực)

"F0:{4,8,9,15}" đặt tất cả các bước trong GRAFCET tham chiếu bởi X0 về 1, các bước còn lại

T o c u hình ph n c ng

T o c u hình ph n c ng

Modicon -> PL7 Pro

File -> New

T o c u hình ph n c ng

Module ngu n Module CPU

Các module IO, truy n thông, …

Rack m r ng

rack

slot

T o c u hình ph n c ng

32 inputs

T ch c ch ng trình

T ch c ch ng trình

MASTER Task: qu n lý toàn b các công vi c c a quá trình i u khi n

th ki m tra và can thi p b ng các bit h th ng

MASTER Task / FAST task

Sections ( o n ch ng trình)

Subroutines (ch ng trình con)

T ch c ch ng trình

Sections

(m t o n ch ng trình c l p)

Ladder( LD).

IL (instruction list language).

STL(structured text language).

Grafcet.

Ladder( LD).

IL (instruction list language).

STL(structured text language).

Ch ng trình con c g i b i sections ho c m t ch ng trình con khác

T ch c ch ng trình

Grafcet section

The following table describes program elements for a Grafcet section.

It is run before Grafcet.

with steps or macro step steps are programmed in the Grafcet pages.

It is run after Grafcet.

nh t theo file import.

TSX57 là 63.

B c i di n cho

Macro GRAFCET

Xác nh m t tr ng thái nào ó trong quá trình i u khi n

1 - 96: TSX 37-10

1 - 128: TSX 37 – 20 1- 250: TSX 57

S d ng GRAFCET

Nguyên t c xây d ng GRAFCET trong PL7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 page

C u trúc GRAFCET

S d ng GRAFCET