Đang tải... (xem toàn văn)
Kỹ thuật lập trình PLC s7 200 thầy lâm quốc hưng là một cuốn sách rất tuyệt vời, nó giới thiệu cơ bản về kỹ thuật lập trình PLC s7 200 và làm nền tảng khác cho các họ s khác... tuyệt không các bạn vào tham khảo sách của thầy nhé
TỦSÁCH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ CƠNG NGHỆ TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Giáo trình KỸ THUẬT LẬP TRÌNH PLC S7 – 200 Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hưng Lưu hành nội THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2009 TỦSÁCH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CAO ĐẲNG KINH TẾ CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Giáo trình KỸ THUẬT LẬP TRÌNH PLC S7 – 200 Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hưng Lưu hành nội THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2009 Mục lục MỤC LỤC Chương Tổng quát PLC I Khái niệm chung II Cấu trúc vànguyên lý hoạt động PLC Cấu trúc PLC Nguyên lý hoạt động PLC III Các hoạt động xư û lý bên PLC 10 Xư û lý chư ơng trình 10 Xư û lý xuất nhập 11 IV Các dạng chư ơng trình PLC 12 V Các loại PLC 13 Chương PLC Siemens S7 – 200 16 I Cấu trúc phần cư ùng S7 – 200 16 II Cấu trúc bộnhớ 19 III Mở rộng cổng o 22 IV Cấu trúc chư ơng trình PLC S7 – 200 24 V Thư ïc chư ơng trình PLC S7 – 200 25 VI Các vù ng nhớ PLC S7 – 200 26 Các vù ng nhớ 26 Đònh dạng dư õliệu 26 Chương Các tập lệnh PLC S7 – 200 30 I Phư ơng pháp lập trình 30 II Các tập lệnh PLC S7 – 200 30 Lệnh 30 Lệnh so sánh 39 Lệnh đònh vàđếm 40 Lệnh sốhọc 54 Lệnh di chuyển 57 Lệnh đổi 60 Lệnh ghi dờ i 62 Lệnh quay 64 Lệnh logic 65 BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG 68 Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng Mục lục Chương Các lệnh điều khiển chương trình 83 I Gọi chư ơng trình 83 II Lệnh điều khiển chư ơng trình 84 Lệnh nhảy JMP 84 Lệnh lặp FOR NEXT 84 III Lệnh ngắt 86 Ngắt thờigian 88 Ngắt truyền thông 89 Đếm vận tốc cao 99 IV Xư û lý tín hiệu analog 105 Đọc tín hiệu analog tư øModul EM231 105 Xuất tín hiệu analog qua Modul EM232 107 Modul EM235 107 V Lệnh PID 108 VI Lệnh đồng hồ 115 Lệnh đọc thờ i gian thư ïc READ_RTC 115 Lệnh ghi thờigian SET_RTC 116 BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG .118 HƯỚNG DẪN VÀ GIẢI BÀI TẬP 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO 212 Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng Chư ơng 1: Tổng quát vềPLC Chương 1: Tổng quát PLC I Khái niệm chung: PLC viết tắt Programmable Logic Controller , làthiết bò điều khiển lập trình đư ợc (khả trình) cho phép thư ïc linh hoạt thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngư õlập trình Ngư i sư û dụng có thểlập trình đểthư ïc loạt trình tư ïcác sư ïkiện Các sư ïkiện nà y đư ợc kích hoạt tác nhân kích thích (ngõvà o) tác động o PLC qua hoạt động có trễ thời gian đònh hay sư ïkiện đư ợc đếm Một sư ïkiện đư ợc kích hoạt thật sư ï, bật ON hay OFF thiết bò điều khiển bên đư ợc gọi làthiết bò vật lý Một điều khiển lập trình sẽliên tục “lặp” chư ơng trình “ngư ời s û dụng lập ra” chờtín hiệu ngõvà o vàxuất tín hiệu ngõra thờ i điểm đãlập trình Đểkhắc phục õng ợc điểm điều khiển dù ng dây nối ( điều khiển Relay) ngư i ta đãchếtạo PL C nhằm thỏa mãn yêu cầu sau : Lập trình dểdàng , ngôn ngư õ lập trình dễhọc Gọn nhẹ, dểdà ng bảo quản , sư ûa chư õa Dung lư ợng nhớ lớn đểcó thểchư ùa đư ợc õng chư ơng trình phư ùc tạp Hoà n n tin cậy trog môi trư ng công nghiệp Giao tiếp đư ợc với thiết bò thông minh khác : máy tính , nối mạng , môi Modul mở rộng Giá cá thểcạnh tranh đư ợc Các thiết kếđầu tiên lànhằm thay thếcho phần cư ùng Relay dây nối vàcác Logic thời gian Tuy nhiên ,bên cạnh việc đòi hỏi tăng cư ng dung lư ợng nhớ vàtính dểdà ng cho PLC màvẫn bảo đảm tốc độ xư û lý giá … Chính điều đãgây sư ïquan tâm sâu sắc đến việc s û dụng PLC công nghiệp Các tập lệnh nhanh chóng tư øcác lệnh logic đơn giản đến lệnh đếm , đònh thờ i , ghi dòch … sau làcác chư ùc m toán máy lớùn … Sư ïphát triển máy tính dẫn đến PLC có dung lư ợng lớn , sốlư ợng I / O nhiều Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng Chư ơng 1: Tổng quát vềPLC Trong PLC, phần cư ùng CPU vàchư ơng trình làđơn vò cho trình điều khiển xư û lý hệ thống Chư ùc màbộ điều khiển cần thư ïc đư ợc xác đònh chư ơng trình Chư ơng trình nà y đư ợc nạp sẵn o nhớ PLC, PLC sẽthư ïc viêïc điều khiểûn dư ïa o chư ơng trình Như muốn thay đổi hay mở rộng chư ùc qui trình công nghệ , ta cần thay đổi chư ơng trình bên nhớ PLC Việc thay đổi hay mở rộng chư ùc sẽđư ợc thư ïc cách dểdà ng màkhông cần sư ïcan thiệp vật lý nà o so với bộdây nối hay Relay II Cấu trúc nguyên lý hoạt động PLC: 1) Cấu trúc PLC: PLC gồm nh phần sau: Khối CPU (vi xư û lý) Khối nhớ RAM, ROM, EPROM, EEPROM Khối nhập Khối xuất Bộlập trình cầm tay Nguồn Pin nuôi Thẻ nhớ Module mở rộng Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng Chư ơng 1: Tổng quát vềPLC Máy tính Bộlập trình Cổng truyền thông nối tiếp Đè n báo CPU Tín hiệu o On/Off Analog Tín hiệu On/Off Analog Bộnhớ Contact chọn chế độlà m việc RUN,MONITOR, STOP Module nhập Thẻ nhớ Nguồn Pin nuôi Module xuất 220VAC 220VDC Hình 1.1: Cấu trúc PLC 2) Nguyên lý hoạt động PLC: a) Đơn vò xử lý trung tâm: (CPU) CPU điều khiển hoạt động bên PLC theo tư øng bư ớc: Bộxư û lý sẽđọc vàkiểm tra chư ơng tr ình đư ợc chư ùa bộnhớ Thư ïc thư ù tư ïtư ø ng lệnh chư ơng trình , se õđóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõra đư ợc phát tới thie át bòliên kết đểthư ïc thi Vàtoà n bộcác hoạt động thư ïc thi phụthuộc vào chư ơng trình điều khiển đư ợc giư õtrong bộnhớ Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng Chư ơng 1: Tổng quát vềPLC b) Hệ thống bus: Hệ thống Bus làtuyến dù ng đểtruyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đư ng tín hiệu song song : Address Bus : Bus đòa dù ng đểtruyền đòa đến Modul khác Data Bus : Bus dù ng đểtruyền dư õliệu Control Bus : Bus điều khiển dùng đểtruyền tín hiệu đònh điểu khiển đồng bộcác hoạt động PLC Trong PLC số liệu đư ợc trao đổi giư õa vi xư û lý vàcác modul o thông qua Data Bus Address Bus vàData Bus gồm đư ng, cù ng thờ i điểm cho phép truyền bit byte cách đồng thờihay song song Nếu môït modul đầu o nhận đư ợc đòa Add ress Bus , sẽchuyển tất trạnh thái đầu o o Data Bus Nếu đòa byte đầu xuất Address Bus, modul đầu tư ơng ùng sẽnhận đư ợc dư õliệu tư øData bus Control Bus sẽchuyển tín hiệu điều khiển o theo dõi chu trình hoạt động PLC Các đòa vàsốliệu đư ợc chuyển lên Bus tư ơng ùng thời gian hạn chế Hêïthống Bus sẽlàm nhiệm vụtrao đổi thông tin giư õa CPU, nhớ I/O Bên cạch đó, CPU đư ợc cung cấp xung Clock có tần sốtư ø1 8 MHZ Xung đònh tốc độhoạt động PLC vàcung cấp yếu tốvềđònh thời, đồng hồcủa hệthống c) Bộ nhớ: PLC thư ờng yêu cầu bộnhớ tron g trư ng hợp : Là m bộđònh thờicho kênh trạng thái I/O Là m đệm trạng thái chư ùc PLC đònh thời, đếm, ghi Relay Mỗi lệnh chư ơng trình có vò trí riêng nhớ, tất vò trí bộnhớ đư ợc đánh số, õng sốnà y làđòa bộnhớ Đòa tư øng ônhớ sẽđư ợc trỏ đến đếm đòa bên bộvi xư û lý Bộvi xư û lý sẽtăng giá tròtrong bộđếm lên trư ớc Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng Chư ơng 1: Tổng quát vềPLC xư û lý lệnh Với đòa , nội dung ônhớ tư ơng ùng xuất đầu ra, trình nà y đư ợc gọi làquá trình đọc Bộ nhớ bên PLC đư ợc tạo bỡi vi mạch bán dẫn, vi mạch nà y có khả chư ùa 2000 ÷ 16000 dò ng lệnh , tù y theo loại vi mạch Trong PLC bộnhớ RAM, EPROM đư ợc sư û dụng RAM (Random Access Memory ) có thểnạp chư ơng trình, thay đổi hay xóa bỏ nội dung bất kỳlúc nà o Nội dun g RAM sẽbò nguồn điện nuôi bò Đểtránh tình trạng PLC đư ợc trang bò pin khô, có khả cung cấp lư ợng dư ïtrư õcho RAM tư øvài tháng đến vài năm Trong thư ïc tếRAM đư ợc dù ng đểkhởi tạo vàkiểm tra chư ơng trình Khuynh hư ớng dù ng CMOSRAM nhờkhả tiêu thụthấp vàtuổi thọlớn EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) làbộ nhớ mà ngư ời sư û dụng bình thư ng có thểđọc chư ù không ghi nội dung o đư ợc Nội dung EPROM không bò mất nguồn , đư ợc gắn sẵn máy , đãđư ợc nhàsản xuất nạp vàchư ùa hệ điều hà nh sẵn Nếu ngư ời sư û dụng không muốn mở rộng nhớ dùng thêm EPRO M gắn bên PLC Trên PG (Programer) có sẵn chổghi vàxóa EPROM Môi trư ng ghi dư õliệu thư ù ba làđóa cư ùng hoạc đóa mềm, đư ợc sư û dụng máy lập trình Đóa cư ùng hoăïc đóa mềm có dung lư ợng lớn nên thư ng đư ợc dù ng đểlư u õng chư ơng trình lớn thờ i gian dà i Kích thư ớc bộnhớ : Các PLC loại nhỏ có thểchư ùa tư ø300 ÷1000 dò ng lệnh tù y vào công nghệchếtạo Các PLC loại lớn có kích thư ớc tư ø1K ÷ 16K, có khả chư ùa tư ø 2000 ÷16000 dòng lệnh Ngoà i cò n cho phép gắn thêm bộnhớ mở rộng RAM , EPROM d) Các ngỏ vào I / O : Các đư ng tín hiệu tư øbộ cảm biến đư ợc nối o modul ( đầu o (Input) PLC ) , cấu chấp hành đư ợc nối với modul ( đầu (Output) PLC ) Hầu hết PLC có điện áp hoạt động bên là5V , tín hiêïu xư û lý 12/24VDC 100/240VAC Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng Chư ơng 1: Tổng quát vềPLC Mỗi đơn vò I / O có đòa chỉ, hiển thò trạng thái kênh I / O đư ợc cung cấp bỡi đè n LED PLC , điều m cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dểdàng vàđơn giản Bộ xư û lý đọc vàxác đònh trạng thái đầu o (ON,OFF) đểthư ïc việc đóng hay ngắt mạch đầu III Các hoạt động xử lý bên PLC: 1) Xử lý chương trình: Khi chư ơng trình đãđư ợc nạp o bộnhớ PLC , lệnh sẽđư ợc vùng đòa riêng lẻ bộnhớ PLC có đếm đòa bên vi xư û lý, chư ơng trình bên nhớ sẽđư ợc vi xư û lý thư ïc cách tuần tư ïtư ø ng lệnh một, tư øđầu cuối chư ơng trình Mỗi lần thư ïc chư ơng trình tư øđầu đến cuối đư ợc gọi làmột chu kỳthư ïc Thờigian thư ïc chu kỳtù y thuộc vào tốc độxư û lý PLC vàđộlớn chư ơng trình Một chu lỳthư ïc bao gồm ba giai đoạn nối tiếp : - Giai đoạn 1: Đầu tiên, bộxư û lý đọc trạng thái tất đầu o Phần chư ơng trình phục vụcông việc nà y có sẵn PLC vàđư ợc gọi làhệ điều hà nh - Giai đoạn 2: Tiếp theo, bộxư û lý sẽđọc vàxư û lý tuần tư ïlệnh chư ơng trình Trong đọc vàxư û lý lệnh, vi xư û lý sẽđọc tín hiệu đầu o, thư ïc phép toán logic vàkết sau sẽxác đònh trạng thái đầu - Giai đoạn 3: Cuối cù ng, vi xư û lý sẽgán trạng thái ch o đầu modul đầu Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 10 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 198 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 199 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 200 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 201 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 202 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 203 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 204 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Chư ơng trình SBR_1: Tư ơng tư ïchư ơng trình SBR_0 Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 205 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 206 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 207 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 208 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 209 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 210 Hư ớng dẫn vàgiải bà i tập Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 211 Tà i liệu tham khảo Tài liệu tham khảo Nguyễn Đư ùc Thà nh, Đo lường điều khiển máy tính , Nhàxuất Đại học Quốc gia TP HCM, 2005 Tà i liệu hư ớng dẫn sư û dụng PLC S7 – 200 Các tài liệu từ internet Các tà i liệu SIEMENS Biên soạn: Ks Lâm Quốc Hư ng 212 ... ơng 1: Tổng quát v PLC Hiện có nhiều hãng sản xuất PLC với nhiều kiểu khác vàkhó màliệt kêhết đư ợc: SIEMENS: LOGO, S 5-9 0U, S 5-9 5U, S 5-1 15U, S 5-1 35U; S 5-1 55U, S 7-2 00, S 7-3 00, S 7-4 00 OMRON: ZEN,... CMP2, C200H, CQM1H, CS1 ALLEN-BRADLEY: Micrologic1000, SCL500, PLC5 , LOGIX MITSUBISHI: Alpha, FX, Melsec – Q SCHNEIDER: TSX a) LOGO b) PLC S 7-2 00 c) PLC S 7-3 00 Hình 1.4: PLC hãng SIEMENS Biên soạn:... chúng.Trong tà i liệu sẽđềcập chuyên PLC S 7-2 00 làloại thông dụng đểcác em tìm hiểu Với õng PLC khác, em có thểtham khảo sở tảng đãhọc v PLC I Cấu trúc phần cứng S 7-2 00: PLC S7 – 200 có sốloại sau: CPU