Đang tải... (xem toàn văn)
PLC (Programmable Logic Controllers) là những bộ điều khiển lập trình được. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hay trong thương mại. PLC theo dõi các trạng thái ngõ vào, ra các quyết định theo c
GIÁO TRÌNH LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN LOGIC ThS. Nguyễn Bá Hội Đại học Đà Nẵng - Trường Đại học Bách khoa hoinb@ud.edu.vn Giáo trình đầy đủ bao gồm 3 phần: 1. Giáo trình lý thuyết 2. Giáo trình tập lệnh 3. Giáo trình bài tập nguyen ba hoi Trang 2 Chương 1 Giới thiệu 4 1.1. PLC 4 1.2. Thế hệ PLC S7-200 .4 1.3. Thuật ngữ 5 Chương 2 Bắt đầu với S7-200 .6 2.1. Hình dáng bên ngoài 6 2.2. Các thành viên họ S7-200 7 2.3. Module mở rộng .10 2.4. Chuẩn bị khi lập trình .14 Chương 3 Đấu nối S7-200 .14 3.1. PLC sử dụng nguồn nuôi xoay chiều 14 3.2. PLC sử dụng nguồn nuôi một chiều .15 3.3. Bảo vệ đầu ra PLC 16 3.4. Sơ đồ đấu nối chi tiết .17 Chương 4 Ngôn ngữ lập trình .20 4.1. Statement List (STL) .20 4.2. Ladder Logic (LAD) 20 4.3. Function Block Diagram (FBD) 21 4.4. Phân biệt SIMATIC với IEC 1131-3 .21 Chương 5 Khái niệm, qui ước và đặc điểm lập trình 24 5.1. Cấu trúc chương trình 24 5.2. Phân loại lệnh .24 5.2.1 Lệnh cơ bản 24 5.2.2 Lệnh đặc biệt .24 5.2.3 Lệnh tốc độ cao .25 5.3. Qui ước .25 5.4. Ký hiệu 25 5.4.1 Contact 25 5.4.2 Coil 25 5.4.3 Box 25 5.5. Bài toán AND, OR .25 5.6. Trạng thái chương trình .26 5.7. Forcing 26 5.8. Bài toán logic tổng quát .27 Chương 6 STEP7-MicroWIN 31 6.1. Giao tiếp máy tính và PLC S7-200 (b2) 31 6.1.1 Đặt cấu hình cho cáp PC/PPI 31 6.1.2 Đặt cấu hình truyền thông cho CPU S7-200 32 6.2. Cách thức S7-200 lưu và phục hồi dữ liệu (b6) 32 6.2.1 Download và Upload .33 6.2.2 Lưu trữ vùng nhớ M khi mất nguồn .33 6.2.3 Phục hồi dữ liệu khi có nguồn trở lại 33 6.3. Mật khẩu (b6) 34 6.4. Gỡ rối (Debug) (b6) .34 6.5. Thông báo và xử lý lỗi (Troubleshooting) (b6) .35 Chương 7 I/O 36 7.1. Vào ra số (b3) 36 7.1.1 Nối dây và chương trình điều khiển .36 7.1.2 Ví dụ điều khiển motor .36 7.1.3 Mở rộng 38 7.2. Vào ra tương tự (b3) .40 7.2.1 Vào tương tự .40 7.2.2 Ví dụ ứng dụng .40 7.2.3 Ra tương tự 40 nguyen ba hoi Trang 3 7.3. I/O cục bộ và mở rộng (b3) 40 7.4. Lọc đầu vào số (b3) 41 7.5. Lọc đầu vào tương tự (b3) .41 7.6. Bắt xung vào (b3) 42 7.7. Bảng đầu ra (b3) .42 7.8. Vào ra tốc độ cao (b5) 43 7.8.1 HSC 43 7.8.2 PTO 44 7.8.3 PWM .44 7.9. Đinh chỉnh tương tự (b5) .44 Chương 8 Vòng quét .45 Chương 9 Bộ nhớ dữ liệu và cách định địa chỉ .48 9.1. Định địa chỉ trực tiếp 48 9.1.1 Vùng ảnh các đầu vào I .48 9.1.2 Vùng ảnh các đầu ra Q 49 9.1.3 Vùng nhớ các biến V .49 9.1.4 Vùng nhớ các bit M .49 9.1.5 Vùng nhớ các rơ le điều khiển tuần tự S .49 9.1.6 Vùng các bit đặc biệt SM .49 9.1.7 Vùng nhớ cục bộ L 50 9.1.8 Vùng các bộ định thời T 50 9.1.9 Vùng các bộ đếm C .51 9.1.10 Vùng các đầu vào tương tự AI 51 9.1.11 Vùng các đầu ra tương tự AQ .51 9.1.12 Các accumulator AC 52 9.1.13 Các bộ đếm tốc độ cao HC 52 9.1.14 Các hằng số 52 9.2. Định địa chỉ gián tiếp 53 9.3. Không gian địa chỉ các vùng nhớ 54 9.4. Bảo toàn dữ liệu .55 Chương 10 Timer và Counter 57 10.1. Các loại timer (b3) .57 10.2. TON (b3) 57 10.3. TONR (b4) 58 10.4. TOFF (b4) 59 10.5. Bài tập Timer (b4) .60 10.6. Chú ý khi dùng Timer với độ phân giải khác nhau (b4) .60 10.7. Counter (b5) 60 10.8. Counter tốc độ cao (b5) 60 Chương 11 Giải bài toán có cấu trúc .62 11.1. GBT bằng giản đồ thời gian (Timing diagram) .62 11.2. GBT bằng lưu đồ (flowchart) và các bit tuần tự (sequence bits) .62 11.3. GBT bằng sơ đồ trạng thái (state diagram) 62 11.4. Các lệnh còn lại trong tập lệnh 62 Chương 12 Ngắt .63 Chương 13 PID, Freeport .65 13.1. PID .65 13.2. Freeport .65 Chương 14 Các phương thức truyền thông 66 14.1. PPI .67 14.2. MPI .67 14.3. PROFIBUS .67 nguyen ba hoi Trang 4 Chng 1 Gii thiu 1.1. PLC PLC (Programmable Logic Controllers) l nhng b iu khin lp trỡnh c. Chỳng c ng dng rng rói trong cụng nghip hay trong thng mi. PLC theo dừi cỏc trng thỏi ngừ vo, ra cỏc quyt nh theo chng trỡnh nh sn v xut cỏc tớn hiu iu khin ra ngừ ra t ng húa quỏ trỡnh (process) hay mỏy múc (machine). Hot ng ca PLC u im ca PLC so vi u dõy thun tỳy ã Kớch c nh hn ã Thay i thit k d hn v nhanh hn khi cú yờu cu ã Cú chc nng chn oỏn li v ghi ố ã Cỏc ng dng cú th dn chng bng ti liu ã Cỏc ng dng c nhõn bn nhanh chúng v thun tin 1.2. Th h PLC S7-200 S7-200 l PLC thuc h Micro Automation ca hóng SIEMENS, cú th iu khin hng lot cỏc ng dng khỏc nhau trong t ng hoỏ. Vi cu trỳc nh gn, cú kh nng m rng, giỏ r v mt tp lnh SIMATIC mnh, PLC S7-200 l mt li gii hon ho cho cỏc bi toỏn t ng va v nh. PLC S7-200 cho phộp t ng hoỏ ti a vi chi phớ ti thiu. - Ci t, lp trỡnh v vn hnh rt n gin. - Cỏc CPU cú th s dng trong mng, h thng phõn tỏn hoc s dng n l. - Cú kh nng tớch hp trờn quy mụ ln. - ng dng cho nhng iu khin n gin v phc tp. - Truyn thụng mnh (PPI, Profibus-DP, AS- nguyen ba hoi Trang 5 i). 1.3. Thuật ngữ Cảm biến Thiết bị chấp hành CPU, RAM, ROM, Firmware Ngõ vào rời rạc Ngõ ra rời rạc Ngõ vào tương tự Ngõ ra tương tự nguyen ba hoi Trang 6 Chương 2 Bắt đầu với S7-200 2.1. Hình dáng bên ngoài Chỉ thị trạng thái Đánh số các ngõ vào ra Chuyển chế độ và hiệu chỉnh tương tự Cartridge nguyen ba hoi Trang 7 Input Simulator Removable Terminal Strip 2.2. Các thành viên họ S7-200 nguyen ba hoi Trang 8 nguyen ba hoi Trang 9 nguyen ba hoi Trang 10 2.3. Module mở rộng Lắp đặt CPU và module [...]... Trang 35 nguyen ba hoi Chương 7 I/O Các ngõ vào ra chính là các điểm điều khiển của một hệ thống: các ngõ vào phản ảnh trạng thái các thiết bị như các đầu dò, các công tắc, và các đầu ra điều khiển những bộ phận chấp hành như mô tơ, bơm, van, 7.1 Vào ra số (b3) 7.1.1 Nối dây và chương trình điều khiển 7.1.2 Ví dụ điều khiển motor Chương trình: Trang 36 ... trình chính (main program); có thể có một hay nhiều chương trình con (subroutines); các chương trình con xử lý ngắt (interrupt routines) có thể có hoặc không · Chương trình chính bao gồm các lệnh điều khiển ứng dụng Các lệnh này được thực hiện tuần tự một cách liên tục, cứ mỗi vòng quét một lần · Các chương trình con, có thể có hoặc không tùy yêu cầu, chỉ được thực hiện nếu được gọi đến từ chương trình. .. đặc điểm lập trình STEP7-MicroWIN là phần mềm được sử dụng với PLC S7-200 để tạo ra chương trình điều khiển PLC Sắp xếp các lệnh theo một trật tự logic hợp lí để tạo nên một đoạn chương trình vận hành PLC mong muốn Các lệnh được chia thành 3 nhóm lệnh như sau: lệnh cơ bản, lệnh đặc biệt và lệnh tốc độ cao 5.1 Cấu trúc chương trình Cấu trúc một chương trình trong PLC khá đơn giản, chương trình được tạo... trọng bao gồm lỗi lúc chạy chương trình (run-time errors), lỗi lúc biên dịch (program-compile errors) và lỗi do chương trình thực hiện Lỗi không nghiêm trọng không gây ngừng chương trình, trừ khi được lập trình với lệnh STOP, ví dụ: Lỗi do chương trình thực hiện là lỗi gây nên bởi lô gic của người lập trình Ta có thể xử lý các lỗi còn lại với sự trợ giúp của phương tiện lập trình (vào menu chính PLC®information)... toán AND, OR Trang 25 nguyen ba hoi 5.6 Trạng thái chương trình 5.7 Forcing Trang 26 nguyen ba hoi 5.8 Bài toán logic tổng quát Trang 27 nguyen ba hoi Trang 28 nguyen ba hoi Hệ thống cảnh báo trộm (Burglar Alarm System): Đơn giản biểu thức và viết chương trình LAD: Trang 29 nguyen ba hoi Đơn giản biểu thức và viết chương trình LAD: Viết chương trình LAD khi trước và sau khi tối giãn: Bảng Karnagh: Trang... dành cho các lập trình viên giàu kinh nghiệm; STL có thể giải quyết được một số vấn đề không thể giải quyết dễ dàng trong LAD và FBD; STL chỉ có thể sử dụng với tập lệnh SIMATIC; Mọi chương trình viết bằng LAD hay FBD đều có thể chuyển về xem và sửa trong STL nhưng không phải tất cả những chương trình viết trong STL đều có thể xem bằng LAD hoặc FBD 4.2 Ladder Logic (LAD) Một chương trình viết trong... LAD bao gồm các ký hiệu thông dụng đại diện cho các thành phần điều khiển 5.4.1 Contact 5.4.2 Coil Coil đại diện cho relay Được cấp năng lượng khi có nguồn cung cấp Khi có năng lượng nghĩa là ngõ ra thay đổi trạng thái sang ON, và bit trạng thái lên 1 Bit trạng thái này có thể được sử dụng để điều khiển NO hay NC ở bất cứ đâu trong chương trình 5.4.3 Box Box = function, các box chứa bên trong nhiều câu... rất giống với một sơ đồ điện, vì thế được rất nhiều người lựa chọn khi lập trình cho PLC nói chung Chương trình thường được chia thành nhiều phần nhỏ, rất dễ hiểu và tương đối độc lập gọi “network” Những thành phần cơ bản của một chương trình trong LAD là các tiếp điểm (contacts) - đại diện cho các đầu vào như nút bấm, tiếp điểm, điều kiện, các cuộn dây (coils) - đại Trang 20 nguyen ba hoi diện cho... (STL) STL cho phép tạo chương trình bằng cách viết từng câu lệnh, khác với hai ngôn ngữ kia là dạng đồ họa Chính vì thế trong STL có thể viết những chương trình mà trong hai ngôn ngữ còn lại không viết được, bởi vì nó sát với ngôn ngữ máy hơn, không bị giới hạn bởi các qui tắc đồ họa STL thường dành cho các lập trình viên giàu kinh nghiệm STL có nhiều nét tương tự ngôn ngữ lập trình Assembler Một khái niệm... Table: để đánh địa chỉ cho các biến Local Variable Table: khai báo các biến địa phương cho các chương trình con hoặc chương trình con ngắt Status Chart System Block Communications Set PG/PC interface Instructions: Bit logic, clock, comm, compare, convert, counter, floating-point math, integer math, int, logical operation, move, program control, shift/rotate, string, table, timer, call 6.1 Giao tiếp máy . GIÁO TRÌNH LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN LOGIC ThS. Nguyễn Bá Hội Đại học Đà Nẵng - Trường Đại học Bách khoa hoinb@ud.edu.vn Giáo trình đầy đủ. hoinb@ud.edu.vn Giáo trình đầy đủ bao gồm 3 phần: 1. Giáo trình lý thuyết 2. Giáo trình tập lệnh 3. Giáo trình bài tập nguyen ba hoi Trang 2 Chương 1 Giới
