Phương pháp lập trình cho dịng PAC COMPACTLOGIX ROCKWELL Tóm tắt : Chúng ta biết mạnh dòng PAC CompactLogix, dòng PLC chất lượng cao Rockwell nhỏ gọn mạnh mẽ, tin cậy, linh hoạt, dễ dàng việc lắp đặt bảo trì Trong tiếp tục tìm hiểu phương pháp lập trình, debug chương trình cho dòng PLC I Kết nối PLC với máy tính Dịng CompactLogix Rockwell có cổng giao tiếp để kết nối với máy tính kết nối với mạng điều khiển: Một cổng RS232 cách ly hồn tồn nối trực tiếp vào mạng (Ngoại trừ điều khiển L35 có cổng RS232), cổng RJ45 để kết nối mạng Erthernet Với hai cổng truyền thơng này, người dùng tích hợp PLC vào hầu hết mạng điều khiển Với phần mềm mạnh mẽ kèm, dễ dàng kết nối PLC với máy tính để lập trình, debug, điều khiển PLC hay thu thập số liệu từ PLC lên máy tính Để kết nối máy tính với cổng RS232, trước tiên ta cần nối dây từ cổng RS232 máy tính tới cổng RS232 PLC cáp 1747-CP3 1756-CP3 Nếu cáp tự nối phải nối cáp chéo theo sơ đồ hình 1: Hình : Sơ đồ nối dây cho cáp RS232 Dùng phần mềm RSLinx để cài driver cho cổng RS232 Mở phần mềm RSLinx Classic Gateway Vào thẻ CommunicationConfigure Drivers, hộp thoại cấu hình driver lên: Trong Available Driver Devices, kéo combo box xuống chọn RS-232 DF1 devives Sau nhấn Add NewOK Các bạn nhập thông số cổng truyền thông, tốc độ baud … mong muốn nhấn OK Sau đó, bạn thấy mục Configure Drivers lên dòng thông báo Driver cho cổng RS232 chạy Việc kết nối PLC với máy tính qua cổng mạng RJ45 làm trực tiếp qua cáp mạng đấu thẳng thông qua hub Khi kết nối xác lập đúng, quan sát đèn Link(LNK) bên cạnh cổng RJ45 chuyển sang màu xanh ổn định Để máy tính giao tiếp với PLC thơng qua cổng mạng, trước tiên ta phải thiết lập IP cho PLC Trước tiên, đặt IP tĩnh cho máy tính (ví dụ 192.167.1.117) Ghi nhớ Subnet Mask máy tính (thường 255.255.255.0) Mở phần mềm BOOTPDHCP Server có phần mềm Rockwell Software Vào mục ToolNetwork Setting Nhập Subnet Mask nhấn OK Trong hộp Request History lên thiết bị liên kết mà chưa có IP Chú ý thiết bị có địa MAC trùng với địa MAC controller (Được ghi mặt Controller) Click đúp vào thiết bị định địa IP cho thiết bị (Không trùng với thiết bị khác mạng) Khi hộp Relation List xuất mục địa MAC, tương ứng với địa IP Chọn mục đó, click vào nút Disable BOOTP/DHCP để kết thúc trình cài đặt IP Khi mục Status hiển thị [Disable BOOTP/DHCP] Command successful q trình cài đặt IP thành cơng Hình : Giao diện cấu hình Driver cho PLC RSLinx Khi điều khiển cấp IP mà ta muốn thay đổi IP cho nó, trước tiên ta phải xóa IP cũ thiết đặt lại IP Để xóa IP cũ, mở phần mềm BOOTP-DHCP Server Trong mục Relation List nhấn nút New, nhập vào hộp thoại Properties địa MAC IP cũ điều khiển nhấn OK Chọn Controller hộp Relation List nhấn Delete Đóng phần mềm BOOTP-DHCP Server lại, tắt nguồn PLC để hồn tất q trình xóa IP Hình : Đặt IP tĩnh cho cổng Ethernet PLC BOOTP-DHCP Server Khi PLC có IP, ta tiến hành cài đặt Driver cho cổng RJ45 phần mềm RSLinx, tương tự cài Driver cho cổng RS232 Chỉ khác combo box Available Driver Devices ta chọn Ethernet/IP Driver hộp thoại Configure Driver : AB-ETHIP-1, ta chọn Browse Local Sub Kiểm tra hộp thoại Configure Drivers thấy có thơng báo AB_ETHIP-1 AB-Ethernet Running hoàn thành Sau cài đặt Driver cho cổng PLC thích hợp (bạn dùng cổng giao tiếp cần cài driver cho cổng đó), cần cập nhật firmware cho PLC Nếu PLC cập nhật phiên firmware 17.x bỏ qua bước Vào thư mục ProgramFlash Programming Tool mở phần mềm ControlFlash Trong Catalog Number, chọn tên PLC, sau chọn đường liên kết tới thiết bị cần cập nhật, chọn phiên firmware cần cập nhật, chuyển khóa chế độ PLC sang vị trí PROG, nhấn Next FinishYes chờ cho việc cập nhật hoàn thành Chú ý : - Cần chạy phần mềm RSLinx trình cập nhật Firmware - Khơng ngắt qng q trình cập khơng điều khiển khơng hoạt động Hình : Cập nhật Firmware cho điều khiển Control Flash Chúng ta xong phần chuẩn bị kết nối PLC với máy tính Bây giờ, dùng phần mềm RSLogix5000 hãng để lập trình, debug, tải phần mềm xuống II PLC Lập trình lấy cho PLC phần mềm từ phần PLC mềm lên máy tính RSLogix5000 RSLogix5000 phần mềm chun dụng để lập trình cho dịng PLC Rockwell Đây phần mềm mạnh, tích hợp ngơn ngữ lập trình là: lập trình hình thang (ladder), lập trình hình khối (Block) lập trình mã nguồn (Source Code) Chúng ta tiếp cận việc lập trình ngơn ngữ thơng dụng ngơn ngữ ladder Hình : Tạo dự án Cấu hình module cho hệ thống điều khiển Mở phần mềm RSLogix5000 Tạo dự án cách vào FileNew Chọn loại điều khiển, đặt tên cho điều khiển tên dự án, chọn thư mục chứa dự án Dự án mở ra, giao diện phần mềm sau: Trong phần I/O Configuration, thấy tên điều khiển mà ta chọn Với dịng CompactLogix, ngồi module CPU cịn có module I/O tích hợp sẵn Ta thấy chúng phần Embedded I/O Nếu gắn thêm module mở Hình : Giao diện quản lý dự án rộng khác vào hệ thống phải khai báo phần Expansion I/O Nếu không khai báo khai báo sai, module điều khiển Khi module khai báo đầy đủ, cấu hình cho module riêng lẻ cách click đúp chuột trái vào tên module Mỗi module có giao diện cấu hình riêng tùy thuộc vào chức module Nói chung, ta cho phép/cấm kênh I/O module, đặt tùy chọn để báo lỗi, debug chương trình … Một thơng số mà ta cần quan tâm cấu hình RPI (Requested Packet Interval) PLC Rockwell có chế nhận liệu từ đầu vào vòng quét độc lập với chương trình logic Cứ khoảng thời gian định thông số RPI, PLC lại cập nhật đầu vào đưa vào vùng đệm tương ứng Chương trình logic lấy số liệu từ vùng đệm để thực việc điều khiển Việc thiết lập vòng quét song song tiện lợi Người lập trình khơng phải quan tâm tới việc xử lý ngắt trình lấy liệu truyền thông CPU thiết bị khác RPI thiết lập khoảng 0.2 - 750ms Sau cấu hình cho module hệ thống, viết chương trình cho PLC dùng Lập ngơn ngữ ladder trình cho PLC Trước lập trình, tìm hiểu số thuật ngữ dùng phần mềm RSLogix5000 - Tag: Tags tên chữ dùng để định vùng nhớ nơi mà liệu cất giữ Tags cấu sở dùng để định nhớ, tham chiếu liệu giám sát liệu Mỗi tag định byte nhớ Tag chia làm loại : Base, Alias, Produced Consumed Kiểu Base kiểu dựa kiểu liệu Kiểu Alias kiểu bí danh, dùng để đặt tên gợi nhớ cho Tag kiểu Kiểu Produced Consumed tương ứng Tag truyền Tag nhận, dùng cần trao đổi liệu điều khiển khác Kiểu liệu cho Tag phong phú gồm kiểu : BOOL, INT, REAL … kiểu liệu có cấu trúc Các kiểu liệu cấu trúc người lập trình tự định nghĩa Bản thân RSLogix5000 định nghĩa sắn nhiều kiểu liệu cấu trúc tiện lợi cho việc lập trình ứng dụng khác Tag có mức phạm vi tác dụng phạm vi điều khiển, có tác dụng toàn ứng dụng, quản lý thẻ Controller Tags phạm vi chương trình con, có tác dụng tác vụ, quản lý thẻ Program Tags Vì nhớ chương trình PLC có giới hạn nên hạn chế sử dụng Tag phạm vi điều khiển khơng cần - Rung : Hình : Giao diện lập trình cho điều khiển PLC thiết Mở thẻ MainRountine hình lên giao diện lập trình cho PLC, mặc định ngôn ngữ Ladder Ngôn ngữ Ladder thực lệnh logic dựa theo cấu trúc bậc thang, bậc gọi RUNG đánh số từ Trên RUNG ta thêm vào phần tử lập trình đầu I/O PLC, phần tử so sánh, tính tốn, di chuyển số liệu, timer, counter … Bộ điều khiển kiểm tra phần tử bên trái, thường phần tử có điều kiện kiểm tra đầu vào, so sánh … thực phần tử bên phải, phần tử điều khiển, thực tác vụ - Vòng quét: Để thực chương trình lập trình cho PLC theo ngơn ngữ Ladder, PLC thực vịng qt từ xuống RUNG RUNG cuối RUNG “End” quay lại thực vịng quét từ RUNG Vòng quét gọi vòng qt logic chính, hồn tồn độc lập với vịng qt nhận liệu đầu vào Người lập trình cần ý tính tốn thời gian cho vịng qt cho phù hợp với tốc độ cập nhật liệu mà ứng dụng mong muốn Sau tìm hiểu khái niệm cho việc lập trình ngơn ngữ hình thang, bắt tay vào tìm hiểu cách lập trình nạp chương trình cho PLC Mở giao diện lập trình lên, thấy cơng cụ giao diện lập trình Thanh cơng cụ chứa tất phần tử cần để lập trình Các phần tử bố trí vào nhóm nhỏ Favourites, Add-On, Alarms, Bit… Để đưa phần tử vào RUNG ta click vào phần tử kéo/thả phần tử vào vị trí mong muốn Việc sử dụng phần tử khơng thể nói chi tiết báo Tuy nhiên, tìm hiểu logic phần tử cách chuột phải vào phần tử, chọn Instruction Help (hoặc nhấn F1) Khi đưa phần tử vào RUNG, cần phải gán phần tử cho Tag Click chuột phải vào dấu “?” tên phần tử chọn New Tag Chọn kiểu Tag Base Tag dựa kiểu liệu Chọn Alias muốn Tag đại diện cho Tag có Chú ý, vùng đệm chứa giá trị kênh I/O module PLC mặc định gán cho Tag có phạm vi điều khiển dùng để gán cho Tag Alias Trong hộp thoại Select Data Type, tạo Tag kiểu mảng 1, hay chiều cách điền vào ô mục Array Dimensions Hình : Gán Tag cho phần tử Logic Đó cách tạo Tag thơng qua phần tử logic Bạn tạo Tag nhằm mục đích làm đệm cho việc thu thập số liệu tính tốn cách chuột phải vào thẻ Controller Tags Program Tags (ứng với phạm vi Tag khác nhau), chọn New Tag làm Để thêm RUNG nhánh RUNG, click chuột vào hai phần tử công cụ Các phần tử điều kiện đặt nối tiếp nhánh đại diện cho phép AND phần tử điều kiện đặt nhánh song song đại diện cho phép OR Hình : Logic phần tử RUNG Như hình vẽ 9, ta có Tag điều kiện a, b, c, d Tag kiểm tra mức logic ON (mức 1) với kiểu liệu BOOL Trong đó, Tag a có kiểu Alias, đại diện cho bit liệu module cắm khe cắm số (một đầu vào DI) Với RUNG này, PLC kiểm tra logic tổ hợp (a AND (b OR d) AND c) Nếu tổ hợp có giá trị logic thực việc bật Tag Q lên giá trị logic Sau viết xong chương trình cho PLC, ta cần tải phần mềm xuống PLC Kết nối PLC với máy tính, bật PLC chuyển khóa chế độ PLC sang vị trí Who Active đểPROG Vào phần mềm RSLogix5000, chọn thẻ Communication chọn kết nối tới điều khiển (CPU) cần lập trình Chú ý, điều khiển kết nối mặt tín hiệu điện với máy tính (khơng có dấu gạch chéo đỏ hình 10) Hình 10 : Chọn điều khiển để tải chương trình xuống Sau chọn điều khiển, click vào nút Set Project Path click vào nút Download Khi việc tải chương trình xuống PLC hồn thành, chuyển khóa chế độ sang vị trí RUN để PLC thực chạy chương trình Giao diện lập trình tự động chuyển sang chế độ Online, phần tử logic hiển thị giá trị đồng với điều khiển Chúng ta quan sát hình giao diện lập trình để debug chương trình điều khiển Khi muốn chỉnh sửa lại chương trình, cần chuyển chế độ lập trình trạng thái Offline cơng cụ Online Toolbar nằm góc trên, bên trái giao diện lập trình Hình 11: Thanh cơng cụ Online Toolbar Một công cụ mạnh để Debug chương trình khả ép giá trị (Force) Dùng Online Toolbar để bật/tắt chế độ Khi chế độ bật, Tag có kiểu liệu BOOL, SINT, INT, DINT, REAL thành phần Tag ưcấu trúc có kiểu liệu BOOL, SINT, INT, DINT, REAL đề ép tới giá trị mong muốn tới bit (kể Tag I/O Tag Alias) Chương trình Logic sử dụng giá trị ép giá trị vật lý thực Tuy nhiên, giá trị tạm để Debug, không nên dùng ép giá trị làm thành phần cố III định chương Kết trình điều khiển luận Bộ phần mềm Rockwell Software phần mềm mạnh mẽ, linh hoạt Ngoài việc lập trình trình bày này, phần mềm Rockwell mềm dẻo, tiện dụng việc truyền thông điều khiển với nhau, việc lấy liệu, truyền liệu qua lại PLC máy tính, thuận tiện cho việc giám sát điều khiển hệ thống Chúng ta bàn vấn đề phần sau ... phần mềm mạnh, tích hợp ngơn ngữ lập trình là: lập trình hình thang (ladder), lập trình hình khối (Block) lập trình mã nguồn (Source Code) Chúng ta tiếp cận việc lập trình ngơn ngữ thơng dụng ngơn... bắt tay vào tìm hiểu cách lập trình nạp chương trình cho PLC Mở giao diện lập trình lên, thấy cơng cụ giao diện lập trình Thanh cơng cụ chứa tất phần tử cần để lập trình Các phần tử bố trí vào... thông CPU thiết bị khác RPI thiết lập khoảng 0.2 - 750ms Sau cấu hình cho module hệ thống, viết chương trình cho PLC dùng Lập ngơn ngữ ladder trình cho PLC Trước lập trình, tìm hiểu số thuật ngữ dùng