Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
3-1. TỔNG QUAN VỀ PLC S7-200.

3-1. TỔNG QUAN VỀ PLC S7-200.

Tải bản đầy đủ - 0trang

khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế khơng bị cứng hóa về cấu hình.

Chúng được chia nhỏ thành các modul. Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tuỳ

theo u cầu cơng nghệ, song tối thiểu bao giờ cũng phải có một modul chính là

modul CPU. Tất cả các modul được gá trên những thanh ray ( rack ).



Hình 3.1 Cấu trúc của PLC S7 200

3-1.1. Cấu trúc bộ nhớ của PLC S7-200.

3-1.1.1. Vùng chứa chương trình ứng dụng.

Vùng nhớ chương trình được chia làm 3 miền:

- Vùng nhớ chương trình chính: phần chương trình chính của chương trình

bao gồm các lệnh để điều khiển các ứng dụng. S7 200 thực hiện các lệnh này một

cách liên tục, cho một chu kỳ quét. Chương trình chính thường được đặt tên là OB1.

- Vùng nhớ các chương trình con: miền chứa chương trình con được tổ chức

thành hàm có các biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó.

33



- Vùng nhớ các chương trình ngắt: các chế độ ngắt và xử lý ngắt cho phép

thực hiện các quá trình ngắt tốc độ cao phản ứng kịp thời với các sự kiện bên trong

và bên ngồi. Về cơ bản nó cũng giống như một chương trình con.

3-1.1.2. Vùng chứa các tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng.

Được chia thành 7 miền khác nhau, bao gồm:

- I ( Procees image input): Miền bộ đếm các dữ liệu cổng vào số. Trước khi

thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của tất cả các đầu vào và cất giữ

chúng vào vùng nhớ I. Thơng thường chương trình ứng dụng không đọc trực tiếp

trạng thái logic của cổng vào mà chỉ lấy dữ liệu của cổng vào từ bộ đếm I.

- Q ( Procees image output): Miền bộ đếm các cổng ra số. Kết thúc giai đoạn

thực hiện chương trình sẽ chuyển giá trị của bộ đếm tới cổng ra số. Thông thường

không trực tiếp gán giá trị tới tận cổng ra mà chỉ chuyển chúng vào bộ nhớ Q.

- V (Variable memory area): sử dụng bộ nhớ V để cất kết quả trung gian của

quá trình sử lý để cho phép điều khiển logic trong chương trình. Sử dụng bộ nhớ V

để cất dữ liệu khác gắn liền với quá trình xử lý. Truy cập bộ nhớ V theo các bit,

byte, word, hay double word.

- M (Bit memory area): sử dụng vùng nhớ bit M như điều khiển các rơle, cất

các trạng thái trung gian của một quá trình hay điều khiển một thơng tin khác. Truy

cập vùng nhớ này theo các bit, byte, word, double word.

- SM (Special Memory): các bit SM cung cấp một cách thức cho phép thơng

tin giao tiếp giữa CPU và chương trình. Có thể sử dụng các bit này để lựa chọn và

điều khiển một số chức năng đặc biệt của CPU S7 200, ví dụ như: bit được thiết lập

bằng 1 trong vòng qt đầu tiên (SM0.1), bit ln bằng 1 trong mọi vòng qt

(SM0.0), bít tạo xung (SM0.4 và SM0.5)…

- T ( Timer ): Miền nhớ phục vụ bộ định thời bao gồm việc lưu giữ giá trị

thời gian đặt trước ( PV – Preset Value ), giá trị tức thời ( CV – Current Value ) cũng

như giá trị logic đầu ra của bộ định thời.

- C ( Counter ): Miền nhớ phục vụ bộ đếm bao gồm việc lưu giữ giá trị đếm

đặt trước, giá trị đếm tức thời, cũng như giá trị logic đầu ra của bộ đếm.

34



3-1.2. Vòng qt của PLC S7-200.

PLC thực hiện chương trình điều khiển theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp

được gọi là một vòng quét (scan). Mỗi vòng quét đều bắt đầu bằng việc chuyển dữ

liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện

chương trình. Trong từng vòng qt, chương trình thực hiện từ lệnh đầu tiên đến

lệnh kết thúc của khối chương trình chính. sau giai đoạn thực hiện chương trình là

giai đoạn chuyển nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số. Vòng quét được kết

thúc bằng giai đoạn xử lý các yêu cầu truyền thông (nếu có) và kiểm tra trạng thái

của CPU. Mỗi vòng qt có thể được mơ tả như sau:



Hình 3.2: Q trình hoạt động của một vòng qt.



Bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào ra tương tự nên các lệnh

truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông

qua bộ đệm.

Thời gian cần thiết để PLC thực hiện một vòng quét được gọi là thời gian

vòng quét (Scan time). Thời gian vòng qt khơng cố định, tức là khơng phải vòng

quét nào cũng thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Có vòng qt thực

hiện lâu, có vòng quét thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số câu lệnh trong chương trình

được thực hiện, vào khối dữ liệu truyền thơng trong vòng qt đó.

Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng cần xử lý, tính tốn và việc gửi thơng

tin điều khiển đến đối tượng có một khoảng thời gian bằng thời gian một vòng qt.

Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định thời gian thực của chương trình điều



35



khiển trong PLC. Thời gian vòng qt càng ngắn, tính thời gian thực của chương

trình càng cao.

Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt (như truyền thơng

giữa các thiết bị). Chương trình của các khối đó sẽ được thực hiện trong vòng quét

khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại. Các khối chương trình này có thể

thực hiện tại bất cưa thời điểm nào của vòng qt chứ khơng bị gò ép là phải ở

trong giai đoạn chương trình. Chẳng hạn một tín hiệu báo ngắt xuất hiện khi PLC

đang ở giai đoạn truyền thông và kiển tra nội bộ, PLC sẽ tạm dừng công việc truyền

thông, kiểm tra, để thực hiện ngắt . Như vậy thời gian vòng quét sẽ càng lớn khi

càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng qt. Do đó để nâng cao tính thời

gian thực cho chương trình điều khiển, tuyệt đối khơng nên viết chương trình xử lý

ngắt quá nhiều hoặc sử dụng quá lạm dụng chế độ ngắt trong chương trình điều

khiển.

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào ra, thông thường lệnh không làm việc trực

tiếp với cổng ra vào mà chỉ thông qua bộ nhớ đệm của cổng trong vùng nhớ tham

số. Việc truyền thông giữa các bộ đệm ảo với ngoại vi trong giai đoạn 1 và 3 do hệ

điều hành CPU quản lý, ở một số modul CPU, khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức hệ

thông sẽ cho dừng mọi cơng việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt để thực

hiện với cổng vào/ra.

3-1.3. Ngôn ngữ lập trình.

Để lập trình S7 200 chúng ta sử dụng phần mền Step 7 MicroWin với 3 dạng

ngôn ngữ sau :

- Ngôn ngữ LAD (Ladder Logic): là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ.

Những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng

điều khiển bằng rơle. Với ngơn ngữ này thích hợp với người quen thiết kế mạch

điều khiển logic.

- Ngôn ngữ STL (Statemer List): là một phương pháp thể hiện chương trình dưới

dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình, kể cả những lệnh hình

thức biểu diễn một chức năng của PLC. Với ngơn ngữ này thích hợp với người đã

viết các chương trình bằng ngơn ngữ máy tính.

36



- Ngơn ngữ FBD: ngơn ngữ này thích hợp cho những người quen sử dụng và

thiết kế mạch điều khiển logic. Chương trình được viết dưới dạng liên kết của các

hàm logic kỹ thuật số.

3-1.3.1. Tập lênh.

Cây lệnh của S7 200.



Hình 3.3: Cây lệnh của PLCS7-200.

a.Lệnh logic với bit ( Bit Logic ).

- Cơng tắc: Gồm có cơng tắc thường mở và thường đóng.



Hình 3.4: Câu lệnh tiếp điểm.

- Lệnh lấy theo sườn: Gồm có lệnh bắt sườn dương khi giá trị của dòng năng

lượng trước nó chuyển từ 0 lên 1 và lệnh bắt sườn âm khi giá trị của dòng năng lượng trớc nó chuyển từ 1 về 0.



37



Hình 3.5: Câu lệnh lấy sườn.

b. Lệnh so sánh ( Compare).

Lệnh so sánh được dùng để so sánh 2 giá trị dạng Byte, Word, Real được

định địa chỉ bởi 2 toán hạng ở đầu vào của lệnh:[IN1] và [IN2]. Có tất cả 6 phép so

sánh có thể được thực hiện: IN1 = IN2; IN1 >= IN2; IN1 <= IN2; IN1 <> IN2; IN1

> IN2; IN1 < IN2;

Inputs / Outputs



Kiểu



Toán hạng



IN1, IN2



BYTE



IB, QB, VB, MB, SMB, LB, AC, *VD, *AC,

Constant



INT



IW, QW, VW, MW, SMW, T, C, LW, AC,

AIW, *VD, *LD, *AC, CONSTANT



DINT



ID, QD, VD, MD, SMD, LD, AC, *AC, *LD,

*VD, Constant



REAL



ID, QD, VD, MD, SMD, LD, AC, *VD, *LD,

*AC, Constant



OUT



BOOL



I, Q, M, V, SM, T, C, L, Power Flow



Bảng 3.1: Bảng mô tả kiểu dữ liệu và toán hạng các giá trị đầu vào, ra.

c. .Bộ định thời ( Timer ).

- TON: đóng trễ khơng nhớ



38



Hình 3.6: Câu lệnh thời gian TON.

- TONR: đóng trễ có nhớ



Hình 3.7: Câu lệnh thời gian TONR.

- TOFF: ngắt trễ



Hình 3.8: Câu lệnh thời gian TOFF.

Trong đó:

IN: đầu vào cho phép, kiểu BOOL

PT: giá trị đặt trước, kiểu số nguyên (INT)



39



Txxx: kí hiệu từ T0 - T255

Bộ định thời có 3 độ phân giải: 1ms, 10 ms, 100ms

Các bộ định thời có nhớ có địa chỉ được quy định riêng. Những bộ định thời

còn lại có thể được khai báo là bộ đóng trễ hay ngắt trễ, nhưng không thể là cả hai.

Các số hiệu của bộ định thời trong S7 200 như sau:

TONR



TON, TOF



1 ms



T0, T64



10 ms



T1-T4, T65-T68



100 ms



T5-T31, T69-T95



1 ms



T32, T96



10 ms



T33-T36, T97-T100



100 ms



T37-T63, T101-T255



Các bộ đóng trễ và đóng trễ có nhớ bắt đầu đếm thời gian khi có đầu vào EN

ở mức 1. Khi giá trị đếm đợc lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trớc thì dầu ra lên mức 1.

Điều khác biệt giữa hai bộ này là bộ đóng trễ bình thờng bị reset khi đầu vào EN

xuống mức 0, trong khi đó bộ đóng trễ có nhớ lưu lại giá trị của nó khi đầu vào EN

xuống mức 0 và tiếp tục đếm khi đầu vào EN lên mức 1. Loại bộ định thời này có

thể reset bằng lệnh Reset. Cả hai bộ định thời này vẫn tiếp tục đếm khi bằng giá trị

đặt và chỉ dừng khi đạt giá trị tối đa 32767.

Bộ ngắt trễ dùng để đa giá trị đầu ra về 0 trễ một khoảng thời gian sau khi

đầu vào EN về 0. Khi đầu vào EN đợc đặt bằng 1 thì bit trạng thái cũng bằng 1

đồng thời giá trị đếm bị xóa về 0. Khi đầu và EN về 0 bộ định thời bắt đầu đếm cho

đến khi bằng giá trị đặt trớc lúc đó bit trạng thái mới về 0 đồng thời nó cũng ngừng

đếm.

d. Bộ đếm ( Counter ).

Tương tự như bộ định thời S7 200 có 3 loại bộ đếm: đếm tiến, đếm lùi, đếm

tiến/lùi.



40



a



b



c



Hình 3.9: Các bộ đếm: a-đếm tiến, b-đếm lùi, c-đếm tiến/lùi.

Các đầu:

CU: BOOL, là tín hiệu đếm tiến

CD: BOOL, là tín hiệu đếm lùi

R: BOOL, Reset trạng thái cũng như giá trị đếm về 0

PV: INT Giá trị đăt trước.

Cxx: WORD số hiệu của bộ đếm 0-255

LD: BOOL, tải gía trị đặt trước

Các bộ đếm đếm sườn lên của tín hiệu tại các đầu vào CU, CD. Giá trị tối đa

mà bộ đếm được là 32767.

e. Lệnh dịch chuyển vùng nhớ ( Move ).

Gồm có:

- Các lệnh dịch chuyển 1 Byte, 1 từ đơn (Word), 1 từ kép (Doubble Word)

hay 1 số thực (Real): lệnh này sao chép ơ nhớ kích thớc 1 Byte, 1 Word, 1 Real

được định địa chỉ ở đầu vào IN lên ô nhớ có kích thước tương ứng được định địa chỉ

ở đầu ra OUT mà nội dung vùng nhớ ở vùng IN khơng thay đổi.



41



a



b



c



d



Hình 3.10: Các lệnh di chuyển vùng nhớ. a-byte, b-word, c- doubble word, d-real

f. Lệnh điều khiển chương trình.

- Lệnh chương trình con



Hình 3.11: Lệnh gọi chương trình con.

Lệnh này thực hiện gọi một chơng trình con chuyển quyền điều khiển đến

cho chơng trình con đó. Tốn hạng của lệnh là địa danh của chơng trình con, là một

số nguyên từ 0 đến 255.

Lệnh kết thúc chương trình con



Lệnh thực hiện kết thúc chương trình con và trở về chương trình chính khi

thoả mãn điều kiện trước nó.

3-1.4. Bộ đếm tốc độ cao.

3-1.4.1. Định dạng bộ đếm tốc độ cao.

Để đọc xung tốc độ cao, ta thực hiện các bước sau cho việc định dạng

Wizard: Chọn Wizard đọc xung tốc độ cao High Speed Counter.

42



Hình 3.12: Khai báo sử dụngHSC.

Chọn chế độ (Mode) đọc xung tốc độ cao và loại bộ đếm ( Counter ) nào

(HSC0, HSC1,…). Tùy từng loại ứng dụng mà ta chọn mode đọc xung tốc cao, có

tất cả 12 mode đọc xung tốc độ cao như sau:

Mode 0, 1, 2: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit nội.

- Mode 0: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, khơng có Bit Start cũng như Bit Reset

- Mode 1: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Reset nhưng khơng có Bit Start

- Mode 2: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép

chọn bắt đầu đếm cũng như xóa. Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn

từ bên ngoài.

Mode 3, 4, 5: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit ngoại,

tức là có thể chọn từ ngõ vào ( Input ).

- Mode 3: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, khơng có Bit Start cũng như Bit Reset.

- Mode 4: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Reset nhưng khơng có Bit Start.

- Mode 5: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như Bit Reset để cho phép

chọn bắt đầu đếm cũng như xóa. Các Bit Start, Reset là các ngõ vào ( Input ) chọn

từ bên ngoài.



43



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3-1. TỔNG QUAN VỀ PLC S7-200.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×