Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao BÀI 1: BỘ ĐẾM TỐC ĐỘ CAO (HIGH SPEED COUNTER) I LÝ THUYẾT 1.1 Bộ đếm tốc độ cao Bộ đếm tốc độ cao (HSC) dùng để đếm kiện tốc độ cao mà không phụ thuộc chu kỳ quét PLC có tương ứng 12 mode hoạt động khác Tần số đếm lớn phụ thuộc vào loại CPU Số lượng HSC tần số tối đa số loại CPU: High-Speed Counter CPU 221 CPU222 CPU 224 counter total counter total counter total Single phase at 30 KHz at 30 KHz at 30 KHz Two phase at 20 KHz at 20 KHz at 20 KHz Có khả làm việc với tần số lớn nên đếm tốc độ cao ứng dụng để điều khiển số trường hợp đếm số vòng quay động encoder, kiểm tra tốc độ, vị trí động cơ,… Hình 1.1: Encoder gắn đồng trục với động để đếm vòng quay Các chân đếm tốc độ cao PLC S7-200 tích hợp chung với chân ngõ vào Các đếm có nhiều chân chức năng, có nhiều chế độ hoạt động khác Tuy nhiên, hạn chế thời gian vòng quét PLC nên chương trình đếm tốc độ cao không thực chương trình Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao 1.2 Các khối lệnh HSC 1.2.1 Lệnh định nghĩa HSC (HDEF) Là lệnh gán MODE để xác định HSC Các Mode chọn lựa dùng để xác định chức xung clock, phương hướng, reset start HSC: Xác định từ đến tương ứng đếm tốc độ caoHSC0 đến HSC5 MODE HSC: Tùy theo CPU tương ứng có mode hoạt động khác nhau, từ mode đến mode 11 Cần phải sử dụng lệnh HDEF trước thực cho HSC Inputs/Output Toán hạng Loại liệu HSC Hằng số (0,1,2,3,4,5) BYTE MODE Hằng số (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11) BYTE 1.2.1 Lệnh HSC Dùng để cấu hình điều khiển hoạt động mode HSC, trạng thái bit nhớ đặc biệt HSC Thông số N xác định số HSC Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Tùy theo CPU mà có thông số N HSC khác Có tối đa HSC, xác định từ HSC0 đến HSC5 Inputs/Output Toán hạng N Hằng số (0,1,2,3,4,5) Loại liệu WORD Chú ý: CPU 221 CPU 222 không hỗ trợ HSC1 HSC2 Chỉ có lệnh HDEF sử dụng Counter Có thể có tới HSC tùy theo CPU 1.3 Hoạt động HSC Mỗi HSC có ngõ vào xác định hỗ trợ chức năng: xung clock, hướng điều khiển, reset, start Trong chế độ đếm pha, hai xung clock hoạt động tốc độ lớn Còn chế độ phần tư (quadrature), tùy ý chọn hoạt động theo kiểu 1x 4x Tất HSC hoạt động tốc độ lớn không giao tiếp với hoạt động khác Hình 1.2: Ví dụ hoạt động có Reset mà Start Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Hình 1.2: Ví dụ hoạt động Reset Start HSC sử dụng Sharf encoder để xác định xác định số xung vòng quay reset số xung vòng quay Số xung clock xung reset từ sharf encoder cung cấp đến ngõ vào HSC Đặt giá trị đếm xung tương ứng PV, số xung hoạt động CV với PV xảy ngắt, giá trị đặt PV setup 1.4 Các HSC MODE hoạt động 1.4.1 Các HSC S7-200 có đếm tốc độ cao từ HSC0 đến HSC5 Các ngõ vào PLC tương ứng với clock, hướng điều khiển, start reset Các chức ngõ vào mode HSC cho bảng sau: Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Hoặc trình bày bảng sau: 1.4.2 Các MODE Tùy loại ứng dụng mà ta chọn nhiều Mode đọc xung tốc độ cao khác nhau, có tất 12 mode đọc xung tốc độ cao Mode 0,1,2: Dùng đếm pha với hướng đếm xác định bit nội Mode 0: Chỉ đếm tăng giảm, bit Start bit Reset Mode 1: Đếm tăng giảm, có bit reset bit start Mode 2: Đếm tăng giảm, có bit start bit reset phép chọn bắt đầu đếm chọn thời điểm bắt đầu reset Các bit start reset ngõ Input lựa chọn từ bên Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Mode 3,4,5: Dùng đếm pha với hướng đếm xác định Bit ngoại, tức chọn từ ngõ vào input Mode 3: Chỉ đếm tăng giảm, Bit Start bit Reset Mode 4: Đếm tăng giảm, có bit Reset bit Start Mode 5: Đếm tăng giảm, có Bit Start bit Reset phép chọn bắt đầu đếm chọn thời điểm bắt đầu Reset Các Bit Start Reset ngõ Input chọn từ bên Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Mode 6,7,8: Dùng đếm pha với xung vào, xung dùng để đếm tăng xung đếm giảm Mode 6: Chỉ đếm tăng giảm, Bit Start bit Reset Mode 7: Đếm tăng giảm, có bit Reset bit Start Mode 8: Đếm tăng giảm, có Bit Start bit Reset phép chọn bắt đầu đếm chọn thời điểm bắt đầu Reset Các Bit Start Reset ngõ Input chọn từ bên Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Mode 9,10,11 : Dùng để đếm xung A/B Encoder, có dạng: Dạng (Quadrature 1x mode): Đếm tăng có xung A/B quay theo chiều thuận, giảm có xung A/B quay theo chiều ngược Dạng (Quadrature 4x mode): Đếm tăng có xung A/B quay theo chiều thuận, giảm có xung A/B quay theo chiều ngược Mode 9: Chỉ đếm tăng giảm, Bit Start bit Reset Mode 10: Đếm tăng giảm, có bit Reset bit Start Mode 11: Đếm tăng giảm, có Bit Start bit Reset phép chọn bắt đầu đếm chọn thời điểm bắt đầu Reset Các Bit Start Reset ngõ Input chọn từ bên Mode 12: Chỉ áp dụng với HSC0 HSC3, HSC0 dùng để đếm số xung phát từ Q0.0 HSC3 đếm số xung từ Q0.1 ( Được phát chế độ phát xung nhanh) mà không cần đấu phần cứng, nghĩa PLC tự kiểm tra từ bên Cụ thể Mode tương ứng với HSC sau: Mode HSC0 (CPU 221, 222, 224, 226) Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Mode HSC1 (CPU 224, 226) Mode HSC2 (CPU 224, 226) Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Mode HSC3 (CPU 221, 222, 224, 226) Mode HSC4 (CPU 221, 222, 224, 226) Mode HSC5 (CPU 221, 222, 224, 226) 1.5 Quản lý liệu HSC Để truy xuất giá trị đếm cho HSC, cần phải xác định địa HSC cách sử dụng loại vùng nhớ HSC số counter (ví dụ HSC0) Giá trị hành HSC giá trị đọc có địa dạng double word Dạng: HC[Số HSC] Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 10 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Chương trình SBR_PID: Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 51 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Chương trình SBR_PWM: Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 52 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Chương trình ngắt INT_0: Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 53 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 54 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 55 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Chương trình với ngôn ngữ STL: Chương trình MAIN: Chương trình SBR_Encoder: Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 56 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Chương trình SBR_PID: Chương trình SBR_PWM: Chương trình ngắt INT_0: Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 57 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Bước 4: Thiết lập giao diện điều khiển giám sát WinCC Bảng symbol sử dụng bài: Tên biến Địa Start M0.0 Stop M0.1 Tín hiệu đặt VD12 Tín hiệu đo VD28 Độ rộng xung VD20 KP VD112 TI VD120 TD VD124 Tạo biến PC Access hình: Thiết kế giao diện điều khiển giám sát WinCC: Phần thiết kế WinCC, Graphics Designer, ta sử dụng them Tag Logging để thiết lập đồ thị đáp ứng thay đổi tốc độ thực với tốc độ đặt Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 58 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Thiết lập Tag bên WinCC: Màn hình giao diện Graphics Designer: Bước 5: Dowload chạy thử (tự tìm thong số PID cụ thể) Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 59 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao PHỤ LỤC 1: NGẮT VÀ XỬ LÝ NGẮT Ngắt xử lý ngắt cho phép thực trình tốc độ cao, phản ứng kịp thời với kiện bên bên Các kiện ngắt định nghĩa từ bảng sau: Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 60 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Các lệnh xử lý ngắt: Lệnh ngắt ATCH: Lệnh khai báo sử dụng chế độ ngắt với kiểu xác định toán hạng EVNT (byte) Chương trình xử lý ngắt tương ứng xác định toán hạng INT (byte) lệnh Lệnh ngắt DTCH: Lệnh hủy bỏ chế độ ngắt khai báo sử dụng trước Kiểu xác định toán hạng EVNT lệnh Lệnh ENI: Lệnh khai báo toàn cục chế độ ngắt kích hoạt lại tất chế độ ngắt bị hủy trước lệnh DISI Lệnh DISI: Lệnh hủy bỏ toàn cục chế độ ngắt khai báo sử dụng trước Lệnh có tác dụng treo tín hiệu báo ngắt lên không xử lý chúng, cho phép chúng ghi vào hàng chờ xử lý Lệnh CRETI: Là lệnh kết thúc có điều kiện chương trình xử lý ngắt Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 61 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Lệnh RETI: Là lệnh kết thúc không điều kiện Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 62 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao PHỤ LỤC 2: SƠ ĐỒ MẠCH IN Mạch nguồn 24V/5V/1A Mạch kích 5V->24V Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 63 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Mạch Drive Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 64 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao MỤC LỤC Bài 1: Bộ đếm tốc độ cao 1 Lý thuyết - Thực hành 19 Bài 2: Hàm phát xung tốc độ cao - 30 Lý thuyết - 30 Thực hành 38 Bài 3: Bộ điều khiển PID - 44 Lý thuyết 44 Thực hành - 47 Phụ luc 1: Ngắt xử lý ngắt 60 Phụ lục 2: Sơ đồ mạch in - 63 Mục lục - 65 Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 65 [...]... khai báo bộ đếm tốc độ cao bằng Wizards/High speed counter: Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 20 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao Chọn HSC1 và Mode 0 như hình và nhấn Next Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 21 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao Nhấn Next để tiếp tục: Nhấn Finish để hoàn thành việc khai báo,... - Tự động hóa Nam Định 27 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao Chương trình ngắt: - Chuyển số xung đọc được vào AC0 - SMB47=16#C0: Cho phép đếm, ghi giá trị hiện hành mới - Chuyển AC0 từ số nguyên sang số thực Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 28 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao - Chia AC0 cho 2000 , kết quả lưu vào AC0 - Nhân AC0 với 60,... quay được 2000 0 xung Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 24 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao LAD STL Main Main SBR_0: SBR_0: Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 25 Bản thảo thí nghiệm INT_0 Thực hành PLC S7- 200 nâng cao INT_0: Bài 3: Đo tốc độ quay của động cơ Bước 1: Phân tích bài toán Ta sử dụng HSC1 để đọc xung encoder và... Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 33 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao Sau khi chọn loại ngõ ra, nhấn Next Chọn phát xung PTO hay PWM Giả sử ta chọn phát xung PWM: Đơn vị milliseconds hay microseconds Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 34 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao Nhấn Next, xuất hiện bảng chọn Finish để kết thúc quá trình... → High Speed Counter Sau khi đã gọi được trình hỗ trợ ta tiến hành thiết lập bộ đếm tốc độ cao theo từng giai đoạn: Khai báo HSC: Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 15 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao - Chọn bộ đếm tốc độ cao (HSC) - Chọn chế độ (Mode) hoạt động cho HSC Chọn bộ đếm tốc độ cao Chọn chế độ hoạt động Nhấn Next để tiếp tục khai báo giá trị... giá trị đặt trước Cập nhật giá trị tức thời Cập nhật chiều đếm Nhấn Next để tiếp tục Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 18 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao Nhấn Finish để hoàn thành quá trình khai báo chương trình HSC II THỰC HÀNH Bài 1: Sử dụng bộ đếm tốc độ cao để đọc số xung kênh A của encoder Bước 1: Tìm hiểu phần cứng Ta sử dụng encoder có gắn sẵn trên... vào VD0 - Làm tròn giá trị VD0 - Ghi giá trị hiện hành mới là 0 - Cho phép bộ đếm HSC1 hoạt động và reset T32 để thoát khỏi ngắt Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 29 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao BÀI 2: HÀM PHÁT XUNG TỐC ĐỘ CAO Dùng PLC loại DC/DC/DC với ngõ ra transistor cho các bài tập dưới Nếu PLC loại AC/DC/Relay phải phát xung tốc độ chậm I LÝ... 13 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 14 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao 1.7 Sử dụng Wizards của Step7-MicroWin V4.0 để khai báo sử dụng HSC Trong chương trình Step7 – Microwin 4.0 chứa một trình hỗ trợ thiết lập chương trình con HSC và chương trình ngắt tốc độ cao Cách truy xuất như sau: Wizards → High... liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 11 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao 1.5.3 Sắp đặt các giá trị hiện hành CV và giá trị đặt PV Mỗi HSC có một giá trị hiện hành 32 bit và giá trị đặt 32 bit Cả hai giá trị này là các giá trị nguyên có dấu Để load giá trị hiện CV hoặc PV mới vào HSC, cần phải setup byte điều khiển và byte nhớ đặc biệt Khi đó cần phải thực hiện... thí nghiệm Thực hành PLC S7- 200 nâng cao Bài 2: Khai báo bộ đếm xung tốc độ cao, bộ HSC1 Khi nhấn Start thì động cơ M hoạt động, đồng thời khai báo bộ đếm HSC1 Khi động cơ quay 50 vòng thì động cơ dừng Bước 1: Đấu nối phần cứng + Cấp nguồn 5V DC cho encoder + Nối kênh A của encoder với mạch nâng áp (mạch kích), cấp nguồn 5V/1A DC và 24V/1A DC cho mạch nâng áp + Nối đầu ra OUT 24V của mạch nâng áp với ... Định 13 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 14 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao 1.7 Sử dụng Wizards Step7-MicroWin... thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Chương trình SBR_HSC: Tài liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 50 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao Chương trình... liệu lưu hành nội Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định 46 Bản thảo thí nghiệm Thực hành PLC S7-200 nâng cao II THỰC HÀNH Bài thực hành: Điều khiển tốc độ động DC thuật toán PID S7-200 Mục