Hướng dẫn tự học PLC Siemens

Tự học Plc siêmens

3.1 GIỚI THIỆU NGÔN NGỮ GRAFCET:

Ngôn ngữ Grafcet xây dựng theo dạng ngôn ngữ SFC “Sequential Function Chart” trình bày trong tiêu chuẩn IEC 1131-3 Đây là dạng ngôn ngữ lập trình, trình bày một chuổi nhiệm vụ (hay một chuổi tuần tự các nhiệm vụ) cần thực thi, theo dạng giản đồ Trong giản đồ chúng ta mô tả tuần tự một chuổi các họat động của hệ thống kiểm sóat, và các tình huống khác nhau sẽ diễn ra theo dạng ký hiệu đơn giản Chúng ta có thể hình dung một giản đồ Grafcet mẫu với ý nghỉa của các ký hiệu ghi trên giản đồ (xem hình 5.1 sau đây).

2 1

3

4

6

8 5

7

10

9

TÁC VỤ

TÁC VỤ

TÁC VỤ

CHƯƠNG

03

BƯỚC ĐẦU TIÊN : định nghĩa trạng thái ban đầu của PLC

BƯỚC CHUYỂN TIẾP : Liên kết với các điều kiện chuyển tiếp trạng thái, xác định điều kiện logic cần thiết để xóa trạng thái chuyển tiếp này.

TÁC ĐỘNG ĐỒNG THỜI BƯỚC 3 VÀ 7 (AND HỘI TỤ).Các bước tuần tự 3,4,5,6 và bước 7,8,9 là hai bước tuần tự tác động đồng thời.

TÁC ĐỘNG TUẦN TỰ LỰA CHỌN (OR PHÂN KỲ).Từ 3 đến 4 hay 5

TÁC ĐỘNG CHẤM DỨT CHUỔI TUẦN TỰ Cho phép đồng bộ các chuổi đồng thời.

NGỪNG TÁC ĐỘNG ĐỒNG CÁC BƯỚC 6 VÀ 9 (AND HỘI TỤ)

TÁC ĐỘNG CHẤM DỨT TUẦN TỰ LỰA CHỌN (OR HỘI TỤ).Từ 4 hay

5 đến 6.

các tác vụ liên kết đang diển tiến trong khi bước thực hiện đang họat động.

NHỮNG KÝ HIỆU RIÊNG CỦA NGÔN NGỬ GRAFCET

TÊN GỌI KÝ HIỆU NHIỆM VỤ

Xác định bước đầu tiên tác động để khởi động một chu kỳ

Xác định hệ thống kiểm sóat đang ở các trạng thái ổn định.

Số bước tối đa của cấu hình :

 Từ 1 đến 96 cho TSX 37-10

 Từ 1 đến 128 cho TSX 37-20 hay TSX-57

CHUYỂN TRẠNG

THÁI

Sử dụng để chuyển trạng thái từ bước này sang bước khác kế tiếp Điều kiện chuyển liên kết với bước chuyển trạng thái này, được xác định theo điều kiện logic cần thiết, để xóa đi trạng thái đó.

Số buớc chuyển trạng thái tối đa có thể chứa được trong cấu hình :

 Từ 1 đến 96 cho TSX 37-10

 Từ 1 đến 128 cho TSX 37-20 hay TSX-57

AND PHÂN KỲ

Chuyển trạng thái từ 1 bước đến các bước kế tiếp Được sử dụng để tác động đồng thời tối đa 11 bước.

Có khả năng liên kết đồng thời tối đa 11 bước.

OR PHÂN KỲ

Chuyển trạng thái từ 1 bước đến các bước kế tiếp Được sử dụng để hình thành một chuổi các bước được chọn lựa, tối đa 11 bước.

OR HỘI TỤ

Chuyển trạng thái từ nhiều bước đến một bước kế tiếp Dùng để chấm dứt một chuổi các bước được chọn lựa, tối đa 11 bước.

ĐIỂM NỐI

NGUỒN

n “n” số thứ tự cũa bước kiểm sóat được nối ra

từ đó (bước nguồn).

ĐIỂM NỐI ĐẾN

n

“n” số thứ tự cũa bước kiểm sóat được nối đến (bước đến).

CÁC ĐƯỜNG NỐI:

LÊN

XUỐNG

SANG TRÁI HAY

SANG PHẢI

Những đường nối dùng cho chuổi các chọn lựa Nhảy qua một hay nhiều bước, hay lập lại các bước.

3.2 CÁC ĐẠI LƯỢNG CHUYÊN DÙNG CỦA NGÔN NGỮ GRAFCET:

Các lập trình viên có thể xây dựng cho riêng họ các bits liên kết với các bước chương trình, các bits hệ thống chuyên cho ngôn ngỮ Grafcet; các từ (word) xác định thời gian làm việc của những bước và các từ hệ thống sử dụng riêng trong ngôn ngử Grafcet Chúng ta có các đại lượng chuyên dùng liên kết với các tóan hạng và tính năng nhiệm vụ của chúng tóm tắt trong bảng sau:

BITS CỦA CÁC

BƯỚC

%Xi Trạng thái của bước thứ i trong lưu đồ Grafcet chính (i

từ 0 đến n) (giá trị n phụ thuộc vào bộxử lý).

BITS CỦA HỆ

THỐNG GRAFCET

%S21 Bắt đầu lưu đồ Grafcet

%S22 Chỉnh đặt lại tất cả các bước của lưu đồ Grafcet về

giá trị 0.

%S23 Làm đông (freezes)lưu đồ Grafcet; làm ngừng các

bước của lưu đồ.

%S26 Chỉnh giá trị 1 khi:

 Tràn (overflow) số bước chuyển trạng thái.

 Tiến hành một lưu đồ thành lập sai ,có lổi (xác định các điểm nối của một bước không thuộc về lưu đồ)

TỪ CỦA CÁC

BƯỚC

%Xi.T Thời gian tác động của bước thứ I trong lưu đồ Grafcet

chính.

TỪ CỦA HỆ

THỐNG GRAFCET

%SW20 Từ xác định dòng làm việc của chu kỳ, số bước

chương trình tác động và số bước chương trình không tác động.

%SW21 Từ xác định dòng làm việc của chu kỳ, số buớc chuyển

trạng thái có hiệu lực và số bước chuyển không hiệu lực.

BITS %Xi CỦA CHƯƠNG TRÌNH:

 Có giá trị 1 khi các bước tác động.

 Các bước này có thể được kiểm tra theo tất cảù các phương thức, trong các ngôn ngử lập trình Ladder, Grafcet, và cả ngôn ngử IL.

 Các bits này có thể không cần xếp thứ tự.

TỪ %Xi.T ,THỜI GIAN TÁC ĐỘNG CỦA BƯỚC CHƯƠNG TRÌNH:

 Các từ này gia tăng mỗi 100ms và có trị số từ 0 đến 9999.

 Từ gia tăng giá trị , trong suốt khỏang họat động của bước chương trình.

 Khi ngừng tác động một bước chương trình, nội dung của từ được duy trì.

 Khi một bước chương trình tác động, nội dung được chỉnh lại và gia tăng dần.

 Số lượng tứ xác định thời gian tác động không thể định cấu hình, mỗi từ được dự phòng cho một bước chương trình.

 Các từ này có thể không được xếp thứ tự.

Khi lập trình cho PLC bằng giản đồ GRAFCET tùy theo họ PLC chúng ta có các qui tắc lập trình khác nhau tùy theo phần mềm chuyên dùng sử dụng kèm theo PLC.

3.3.1 LẬP TRÌNH GRAFCET CHO PLC HỌ TSX MICRO HAY PREMIUM :

Phần mềm chuyên dùng sử dụng cho họ PLC này là PL7-PRO V3; khi thực hiện giản đồ chính chúng ta có thể lập trình trên 8 trang (từ trang 0 đến trang 7) Mỗi trang GRAFCET có 14 đường và 11 cột xác định 154 phần tử

Hàng đầu tiên sử dụng nhập mối nối nguồn.

Hàng cuối cùng dùng xác định các đường nối.

Các hàng chẳn (từ 2 đến 12 ) là các bước

Các hàng lẻ (từ 3 đến 13) là các đường chuyển tiếp.

Mỗi bước được đánh số từ 0 đến 127

Có thể có vài giản đồ được biểu diển trong cùng một trang.

HÌNH 3.2 : Hình dạng của trang chính của giản đồ GRAFCET trong chương trình PL7-PRO.V3

Số bước chuyển theo hướng lên hay xuống khi sử dụng giản đồ theo phương pháp OR hội tụ hay OR phân kỳ không vượt quá 11 bước.

Số thứ tự các bước chuyển có thể lập theo hướng từ trái sang phải.

Trong hình 5.3 ta có một thí dụ cho sự chọn lựa thứ tự các bước trong lập trình Grafcet Một cách tổng quát, một chuổi thứ tự các khâu lập trình chọn lựa phải bao gồm trạng thái chấm dứt cho một chuổi các khâu lập trình.

Cho phép xóa vài trạng thái chuyển tức thời , các điều kiện chuyển trạng thái liên kết phải được lọai trừ.

HÌNH 3.3

Số bước đi xuống của tác động tức thì (AND phân kỳ) hay số bước đi lên của sự dừng tác động tức thì (AND hội tụ) không vược quá 11 khâu.

Một cách tổng quát, những bước tác động tức thì phải được kết thúc bằng các khâu dừng tác động tức thì.

Các khâu tác động tức thì luôn luôn biểu diển từ trái sang phải.

• Các khâu dừng tác động tức thì luôn luôn biểu diển từ phải sang trái.

HÌNH 3.4

Mục tiêu của các mối nối để đảm bảo sự liên tục cho giản đồ GRAFCET khi liên kết trực tiếp trên cùng một trang hay giửa hai trang kế tiếp nhau Sự liên tục này được qui định bằng các mối nối định trước có quan hệ đến các mối nối nguồn.

Giản đồ có thể tạo trở lại thành vòng kín do sự sử dụng các mối nối (xel vòng kín từ bước 18 đến bước 0 trong hình 5.5.

Một chuổi các khâu lập trình có thể được bắt đầu trở lại bằng cách sữ dụng các mối nối (thí dụ bước 10 đến bước 1, hay bước 8 đến bước 2 ).

Các mối nối được sử dụng khi nhánh giản đồ dài hơn trang (thí dụ từ bước 9 đến bước 10).

Với một chuổi lập trình cho trước, sự chuyển vị trí và xác định các liên kết phải được đặt vào trong cùng một trang chương trình (Xem hình 5.6 a).

Với một kết thúc chuổi các bước chương trình chọn trước, các liên kết nguồn phải được đặt vào cùng trang như bước đến (xem hình 5.6a).

• Với một kết thúc chuổi các bước chọn trước , mà theo sau các bước này là một liên kết; phải có cùng một số các liên kết nguồn cũng như các bước trước khi kết thúc chuổi các bước chương trình (xem hình 5.6 b)

HÌNH 3.5

HÌNH 5.6

Các nối trực tiếp liên kết một bước chương trình đến một bước chuyển hay một bước chuyển đến bước chương trình Các nối này có thể vẻ theo phương ngang hay phương thẳng đứng.

Các nối trực tiếp có thể:

 Vẻ theo phương ngang (vị trí 1 trong hình 5.7) khi nối khác lọai.

 Điểm giao (vị trí 2 trong hình 5.7) khi chúng cùng lọai.

Nối không thể băng ngang qua các bước tác động tức thời hay các bước ngừng tác động tức thời.

HÌNH 5.7

Trong các trang của giản đồ GRAFCET, chúng ta có thể thêm các lời chú thích cho các bước Các lời chú thích phải được ghi trong dấu ngoặc và giửa các ký hiệu (* *) Sốlượng từ tối đa là 64.

Các lời chú thích chóan tối đa 2 ô kế cận, nếu vùng không gian của màn hình quá nhỏ, các lời chú thích thu gọn lại trên màn hình nhưng khi in thành các văn bản, các lời chú thích sẽ được in đầy đủ.

Các chú thích thêm vào các trang GRAFCET được chứa trong dử liệu đồ họa của PLC.

3.4 PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH THEO GRAFCET CHO PLC HỌ FX-2N:

Với các PLC có số lượng ngỏ vào, ra thấp ( từ 24 ngỏ trở xuống ) phương pháp lập trình theo GRAFCET chỉ có thể thực hiện trên một số loại PLC của một số nhà chế tạo như MITSUBISHI ( họ FX-2N ) hoặc của SIEMEN (như họ S7-200 ) Phụ thuộc vào phần mềm lập trình của mỗi nhà chế tạo, việc thành lập giản đồ GRAFCET có thể có các qui luật ràng buộc khác nhau

Với PLC S7-200 phương pháp GRAFCET được gọi là SFC, với PLC FX-2N phương pháp này được gọi là STEP LADDER (STL)

Để có thể hiểu rõ được phương pháp lập trình theo ngôn ngử GRAFCET, chúng ta khảo sát cụ thể trên loại PLC họ FX-2N (của nhà sản xuất Mitsubishi) Nên chú ý: khi lập