Chương II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
IV. CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN
1. Bộ điều khiển PLC
a. Giới thiệu về bộ điều khiển PLC S7-1200.
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt và sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự động. Sự kết hợp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ đã khiến cho S7- 1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác nhau từ đơn giãn đến phức tạp.
Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, các mạch ngõ vào và mạch ngõ ra trong một kết cấu thu gọn, bộ xử lý trung tâm (CPU) của S7-1200 đã tạo ra một bộ điều khiển PLC mạnh mẽ.
Sau khi người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa mạch logic được yêu cầu để giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng. Bộ xử lý trung tâm sẽ chịu trách nhiệm giám sát các ngõ vào và làm thay đổi ngõ ra theo logic của chương trình được người dùng lập trình sẵn, có thể bao gồm các hoạt động như xử lý tín hiệu logic, đếm, các phép toán phức hợp và việc truyền thông với các thiết bị thông minh khác. Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến cả CPU và chương trình điều khiển:
Mỗi bộ xửa lý trung tâm cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người dùng cấu hình việc truy xuất đến các chức năng của CPU.
Người dùng có thể sử dụng chức năng "know-how protection" để ẩn mã nằm trong một khối xác định.
b. Tổng quan về bộ xử lý trung tâm của PLC S7-1200.
Hình 19: Bộ xử lý trung tâm của PLC S7-1200.
: Bộ phận kết nối nguồn. Các bộ phận kết nối dây của bộ điều khiển, người dùng có thể tháo được (phía sau các nắp che).
: Các bộ phận kết nối dây của bộ điều khiển, người dùng có thể tháo được (phía sau các nắp che).
: Các Led hiển thị trạng thái dành cho các ngõ vào/ ra tích hợp, trạng thái hoạt động của bộ điều khiển.
: Cổng kết nối Profinet.
Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung lượng giúp cho người dùng tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Chức năng CPU 1211C CPU 1212C CPU 1214C
Kích thước vật lý (mm) 90x100x75 110x100x75
Bộ nhớ Bộ nhớ làm việc 25KB 50KB
Bộ nhớ nạp 1MB 2MB
Bộ nhớ giữ lại 2KB 2KB
Số ngõ vào/ ra Kiểu số Ngõ vào: 6
Ngõ ra: 4 Ngõ vào: 8
Ngõ ra: 6 Ngõ vào: 14 Ngõ ra: 10 Kiểu tương tự Ngõ vào: 2 Ngõ vào: 2 Ngõ vào: 2
Vùng nhớ tạm thời (M) 4096 Byte 8192 Byte Khả năng mở rộng các
Module tín hiệu Không 2 8
Bảng tín hiệu 1
Các Module truyền thông 3 (Mở rông về bên trái).
Các bộ đếm tốc độ cao
3 4 6
Đơn pha 3 tại 100KHz 3 tại100KHz
1 tại 30KHz 3 tại 100KHz 3 tại 30KHz Vuông pha 3 tại 80KHz 3 tại 80 KHz 1 tại 20 KHz 3 tại 80KHz 3 tại 20KHz
Các ngõ ra xung 2
Thẻ nhớ Thẻ nhớ SIMATIC (tùy chọn)
Thời gian lưu trữ
đồng hồ thời gian thực Từ 6 - 10 ngày
PROFINET 1 cổng truyền thông Ethernet
Tốc độ thực thi tớnh toỏn thực 18às/lệnh
Tốc độ thực thi cỏc lệnh logic 0.1às/lệnh
Bảng 1: Thông số một số CPU họ PLC S7-1200.
Họ PLC S7-1200 cung cấp cho người dùng một số lượng lớn các Module tín hiệu và bảng tín hiệu để mở rộng dung lượng có thể kết nối với bộ xử lý trung tâm. Người dùng còn có thể lắp đặt thêm các Module truyền thông để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác.
Hình 20: Bộ xử lý trung tâm và các Module tín hiệu của PLC S7-1200.
Hình 21: Module tín hiệu SM.
Họ S7-1200 còn cung cấp cho người dùng các module truyền thông (CM) dành cho các tính năng bổ sung vào hệ thống điều khiển tự động PLC. Có 2 module truyền thông: RS 232 và RS 485.
Mỗi CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thông .
Mỗi Module truyền thông kết nối vào phía bên trái của bộ xử lý trung tâm (hay về phía bên trái của một Module truyền thông khác).
Hình 22: 3 Module truyền thông, Bộ xử lý trung tâm và 2 Module tín hiệu.
Module Ngõ vào Ngõ ra Ngõ vào/ ra kết hợp
Module tín hiệu SM
Kiểu số 8 DC IN 8 DC OUT 8 Relay OUT 8 DC IN/ 8 DC OUT 8 DC IN/ 8 Relay OUT 16 DC IN 16 DC OUT 16 Relay OUT 16 DC IN/ 16 DC OUT
16 DC IN/ 16 Relay OUT Kiểu
tượng tự
4 Analog IN 8 Analog IN
1 Analog OUT
4 Analog OUT 4 Analog IN/ 2 Analog OUT
Module truyền thông CM RS 485
RS 232
Bảng 2: Một số Module tín hiệu của PLC S7-1200.
c. Bộ điều khiển PLC S7-1200 CPU 1214C (DC/DC/DC).
Thông số của bộ điều khiển PLC S7- 1200 CPU 1214C (DC/DC/DC):
Hình 23: CPU 1214C (DC/DC/DC).
Số ngõ vào tín hiệu số (DI): 14 x 24 VDC.
Số ngõ ra tín hiệu số (DO): 10 x 24 VDC 0.5A.
Số ngõ vào tín hiệu tương tự (AI) : 2 x 10 bit 0 – 10V DC.
Nguồn cung cấp : Điện một chiều 24 VDC.
PROGRAM/DATA MEMORY: 50 KB
Hãng sản xuất: Siemen.
Xuất xứ: Đức.
Một số thông số khác.
Hình 24: Một số thông số khác.