Giáo trình PLC S7-200 - Phạm Phú Thọ
MỤC LỤC
Mục lục 01
Lời mở đầu 04
Chương 1: Tổng quan về PLC. 05
1.1. Giới thiệu 05
1.2. Quá trình phát triển của kỹ thuật điều khiển 05
1.2.1. Hệ thống điều khiển là gì? 05
1.2.2. Hệ thống điều khiển dùng rơle điện 06
1.2.3. Hệ thống điều khiển dùng plc 06
1.2.4. Điều khiển dùng plc 06
Chương 2: Cấu hình phần cứng PLC S7-200 11
2.1. Cấu trúc phần cứng 11
2.1.1. Bộ điều khiển lập trình plc S7-200 11
2.1.2. Các thành phần của CPU 12
2.1.3. Kết nối điều khiển 13
2.1.4. Truyền thông giữa PC và PLC 19
2.1.5. Cài đặt phần mềm 21
2.1.6. Hiểu và sử dụng logic trong PLC 22
2.1.7. Sử dụng bảng Symbols 22
2.1.8. Khối kết nối Terminal 23
2.2. Cấu trúc bộ nhớ 24
2.2.1. Hệ thống số 24
2.2.2. Các khái niệm xử lý thông tin 25
2.2.3. Phân chia bộ nhớ 26
2.2.4. Các phương pháp truy nhập 27
2.2.5. Mở rộng vào/ra 28
2.3. Nguyên lý hoạt động của PLC 29
2.3.1. Cấu trúc chương trình 29
2.3.2. Thực hiện chương trình 29
2.3.3. Quy trình thiết kế hệ thống điều khiển dùng plc 30
2.3.4. Ngôn ngữ lập trình 30
2.3.5. Sử dụng phần mềm Step7-Microwin 32
2.3.6. Bài tập
Chương 3: Tập lệnh lập trình PLC Siemens S7-200
3.1. Bit logic 34
3.1.1. Tiếp điểm thường hở 34
3.1.2. Tiếp điểm thường đóng 34
3.1.3. Lệnh OUT 35
3.1.4. Lệnh Set 36
3.1.5. Lệnh Reset 36
3.1.6. Tiếp điểm phát hiện cạnh lên 37
3.1.7. Tiếp điểm phát hiện cạnh xuống 37
3.1.8. Bài tập 38
3.2. Một số lệnh tiếp điểm đặc biệt 39
3.2.1. Tiếp điểm SM0.0 39
3.2.2. Tiếp điểm SM0.1 39
3.2.3. Tiếp điểm SM0.4 39
3.2.4. Tiếp điểm SM0.5 39
3.2.5. Bài tập 39
3.3. Bộ định thời_Timer 41
3.3.1. TON 41
3.3.2. TONR 42
3.4. Bộ đếm_Counter 44
3.4.1. CTU 44
3.4.2. CTUD 45
3.5. Lệnh so sánh 47
3.5.1. Theo byte 47
3.5.2. Theo word 48
3.5.3. Theo doubleword 49
3.5.4. Theo số thực 50
3.5.5. Bài tập ví dụ 51
3.5.6. Bài tập 51
3.6. Hàm di chuyển dữ liệu 53
3.7. Hàm chuyển đổi 55
Chương 4: Bài tập thực hành. 57
4.1. Khảo sát tủ điều khiển dùng S7-200 57
4.2. Panel điều khiển 60
4.3. Cảm biến công nghiệp 63
4.4. Điều khiển tuần tự dùng Timer 69
4.5. Điều khiển đếm dùng Counter 70Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử
Th.s Phạm Phú Thọ Trang 3/94
4.6. Điều khiển đèn giao thông và đèn chiếu sáng 72
4.7. Băng tải dùng động cơ DC 75
4.8. Động cơ AC 1 phase 79
4.9. Động cơ AC 3 phase 82
4.10. Xylanh dùng valve điện khí nén 85
4.11. Băng tải và cần gạt dùng khí nén 86
4.12. Băng tải và tay gấp 88
4.13. Đồng hồ thời gian thực 90
4.14. Chương trình con 92
4.15. Bài tập tổng hợp (Nộp thay thế bài thi cuối khoá) 93
Tóm tắt nội dung Giáo trình PLC S7-200 - Phạm Phú Thọ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút "TẢI VỀ" ở trên
thể dùng lệnh ñơn giản như sau: Yêu cầu: - Nhấn nút For thì motor quay theo chiều thuận. - Nhấn nút Rev thì motor quay theo chiều ngược lại. - Nhấn nút Stop thì ñộng cơ dừng. - Mỗi thời ñiểm motor quay theo 1 chiều. Mô tả qui trình hoạt ñộng: Hệ thống gồm có 3 cảm biến S1, S2 và S3. Băng tải chạy theo chiều thuận và chiều ngược lại. Điều khiển băng tải hoạt ñộng theo theo yêu cầu sau: Cảm biến S1 Cảm biến S2 Cảm biến S3 Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 78/94 - Khi nhấn nút Stop thì băng tải dừng. - Nhấn nút Reset xoá các thông số. - Nhấn tín hiệu khởi ñộng Start, băng tải chờ khi có tín hiệu ở cảm biến S1 thì hoạt ñộng. - Khi gập cảm biến S2 thì băng tải dừng. - Sau 2 giây thì băng tải tiếp tục chạy. - Băng tải dừng khi gập tín hiệu ở S3. - Mỗi lần sản phẩm tác ñộng vào S2 thì hệ thống tự ñếm lên 1. - Đủ 3 sản phẩm thì băng tải tự dừng. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 79/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 8 Điều khiển ñảo chiều quay ñộng cơ 1 pha AC. S7-200 1 2 3 Có 02 loại: - Loại ñộng cơ vạn năng - Loại ñộng cơ không ñồng bộ Cho ñộng cơ 1 phase AC. Kết nối từ PLC giao tiếp qua Relay ñiều khiển ñộng cơ theo sơ ñồ và yêu cầu sau: Phân bố dây trong ñộng cơ 1 phase AC. R_cuộn chạy R_cuộn đề 1 2 3’ Tụ đề 3 Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 80/94 Nguyên tắc chung: - Chân 1 và 3 ñấu chung, cấp nguồn AC 1 phase vào chân 1+3 và 2 thì ñộng cơ quay theo chiều thuận (tạm gọi). - Chân 1 và 2 ñấu chung, cấp nguồn AC 1 phase vào chân 1+2 và 3 thì ñộng cơ quay theo chiều ngược lại. Thực hiện: - Vẽ sơ ñồ ñấu dây giao tiếp giữa PLC -- 2 Relay – Motor 1 phase, ñảo chiều quay. H1: Sơ ñồ giao tiếp từ plc ra relay Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 81/94 H2: Sơ ñồ giao tiếp từ relay ra ñộng cơ AC 1 phase - Đấu dây giao tiếp. - Kiểm tra kết nối ( Học viên + Giáo viên) - Lập trình PLC ñiều khiển. Yêu cầu: - Nhấn nút Stop, motor dừng hoạt ñộng. - Nhấn nút For thì motor quay theo chiều thuận. - Nhấn nút Rev thì motor quay theo chiều ngược lại. - Mỗi thời ñiểm motor quay theo 1 chiều. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 82/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 9 Lắp ñặt, lập trình và ñiều khiển ñộng cơ AC 3 phase. S7-200 1 2 3 Giới thiệu: Sơ ñồ mạch ñiện từ PLC ra Relay như các bài ñã học Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 83/94 Sơ ñồ mạch ñiện từ Relay ra các Contactor Sơ ñồ mạch ñộng lực giao tiếp với ñộng cơ. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 84/94 1. Nhấn ON ñộng cơ quay theo chiều thuận, sau 5s ñộng cơ ngừng 2s sau ñó chuyển qua quay nghịch. Nhấn OFF ñộng cơ ngừng hoạt ñộng. 2. Nhấn ON chờ cảm biến 1 (cb1) tác ñộng, ñộng cơ quay thuận. Khi cảm biến 2 (cb2) tc ñộng thì ñộng cơ ngừng, sau 2s khi có tác ñộng của cb1 thì ñộng cơ quay nghịch. Khi có tác ñộng của cb2 thì ñộng cơ ngừng. Trong qui trình ñộng cơ ñang chạy nhấn OFF thì ñộng cơ ngừng. Mở rộng: Điều khiển khởi ñộng sao-tam giác: Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 85/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 10 Điều khiển các xylanh dùng van ñiện khí nén. S7-200 1 2 3 Mô tả bài tập: Hệ thống gồm các xylanh ñược thiết kế ở hình bên. 1. Khi gạt công tắc thì xylanh chạy tới, khi gạt công tắc trở lại thì xylanh tự rút về vị trí ban ñầu. 2. Khi nhấn nut Start thì xylanh chạy tới, khi nhấn nut Stop thì xylanh tự rút về vị trí ban ñầu. Chú ý: Nguyên lý hoạt ñộng các xylanh. 3. Nhấn nút PB1 thì xylanh chạy ra, gập cảm biến ngoài thì xylanh tự dừng. Nhấn nút PB2 thì xylanh chạy vào, gập cảm biến trong thì xylanh tự dừng. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 86/94 4. Mỗi lần nhấn nút khởi ñộng Start, xylanh chạy ra, gập hành trình ngoài thì xylanh tự rút về. Gập hành trình trong thì xylanh tự dừng. (Điều khiển xylanh tương tự như ñảo chiều quay ñộng cơ, dùng 2 ngỏ ra.) 5. Khi nhấn nút Start thì xylanh chạy tới, sau 5 giây xylanh tự rút về. 6. Khi nhấn nút Start thì xylanh chạy tới, gập cảm biến Gh1 thì xylanh tự rút về, gập Gh2 thì chu kì mới tiếp tục. Xylanh chỉ dừng khi nhấn nút Stop. 7. Khi nhấn nút Start thì xylanh_1 chạy tới, gập cảm biến Gh1 thì xylanh_2 chạy tới, gập cảm biến Gh3 thì xylanh_2 chạy lùi, gập cảm biến Gh4 thì xylanh_1 chạy lùi. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 87/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 11 Lắp ñặt và lập trình ñiều khiển băng tải và cần gạt dùng khí nén. S7-200 1 2 3 Cho mô hình như hình bên dưới: Mô hình gồm có: - Một băng tải dùng ñộng cơ DC. - Một cần gạt dùng khí nén. - Các cảm biến sợi quang. Điều khiển mô hình hoạt ñộng như sau: - Nhấn nút Start, hệ thống sẵn sàng hoạt ñộng. - Khi có phôi ở ñầu băng tải thì vận chuyển phôi ñến vị trí kiểm tra màu phôi, nếu phôi màu ñỏ thì tiếp tục di chuyển phôi ñến cuối băng tải. - Nếu phôi màu ñen thì cần gạt và băng tải chạy ñẩy phôi ra ngoài. - Hệ thống tự ñộng lập lại khi phôi ñã ñược ra khỏi hệ thống. - Nhấn nút Stop hệ thống dừng. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 88/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 12 Lắp ñặt và lập trình ñiều khiển băng tải và tay gấp dùng khí nén. S7-200 1 2 3 Cho mô hình như hình bên dưới: Mô tả: Hệ thống hoạt ñộng gần giống với mô tả trong bài 11, chỉ mở rộng thêm phần tay gấp dùng khí nén như sau: - Khi phôi ñi ñến cuối băng tải (cảm biến phát hiện), tay gấp sẽ di chuyển theo qui trình sau: o Đi xuống và delay 1 giây. o Gấp o Đi lên o Đi ra ngoài Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 89/94 o Đi xuống và delay 1 giây o Nhả o Đi lên o Đi vào bên trong. - Chu kì mới tự ñộng lập lại. - Nhấn nut Stop thì hệ thống dừng. Chú ý: Khi xylanh di chuyển ñi lên/xuống và ñi ra/vào thì ñịnh vị bằng các cảm biến từ. Khi xylanh gấp/nhả không có cảm biến cho nên phải dùng thời gian ñể thay thế. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 90/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 13 Đồng hồ thời gian thực S7-200 1 2 3 Các ñại lượng này ñược tính theo ngày dương lịch. Cài ñặt thời gian thực: Cài mốc thời gian bắt ñầu hoạt ñộng cho PLC. Chọn PLC --> Time Of Day Clock --> Set. Truy suất dữ liệu từ ñồng hồ thời gian thực trong PLC. // Lệnh này chỉ cần thực hiện 1 lần trong cả chương trình. // Khi thực hiện lệnh trên, với T = VB0 thì các giá trị thông số ñược phân bố như sau: Năm 0 99 VB0 Tháng 1 12 VB1 Ngày 1 31 VB2 Giờ 0 23 VB3 Phút 0 59 VB4 Giây 0 59 VB5 Không sử dụng. Thứ trong tuần 1 7 (1: chủ nhật) VB7 Do ñó: muốn truy suất ñại lượng nào thì phải dùng ô nhớ tương ứng với ñại lượng ñó. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 91/94 Giá trị T có thể thay ñổi ñược, khi ñó ta phải truy suất các ñại lượng theo giá trị T mới. Các giá trị này có ñịnh dạng BCD, muốn sử dụng ñược phải dùng dấu “ # “ Ví dụ: Có thể thay ñổi giờ lúc Set ñồng hồ ñể thử chương trình hoạt ñộng, hoặc so sánh với giờ mới. Dùng các VB khác ñể truy suất các ñại lượng khác. Bài tập: 1. Đúng 8h, chuông tự reo, sau 10 giây tự dừng. 2. Đèn A sáng lúc 6h tối và tắt lúc 5h30 sáng. 3. Đúng 6h sáng, ñèn A sáng tắt chu kì 1 giây, sau 5 giây thì chuông reo và tự dừng sau 3 giây. 4. Điều khiển chuông báo giờ làm việc như sau: - Đúng 7h30; 11h30 chuông reo trong 8 giây. - Đúng 9h; 9h15 chuông reo trong 4 giây. - Chủ nhật chuông không reo. - Lễ 30/4 và 2/9 chuông không reo. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 92/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 14 Lập trình chương trình con S7-200 1 2 3 Đọc và tìm hiểu nguyên lý sử dụng chương trình con. Nhập và kiểm tra hoạt ñộng ví dụ trong phần lý thuyết. Các bài tập cần thực hiện: 1. Điều khiển ñèn A hoạt ñộng ở 2 chế ñộ khác nhau: - Gạt I0.0 lên 1 thì ñèn A sáng. - Gạt I0.1 lên 1 thì ñèn A chớp tắt với chu kì 1s. - Gạt cả 2 công tắc lên hoặc xuống thì ñèn A tắt. 2. Điều khiển ñèn giao thông tại ngã tư giao lộ theo yêu cầu sau: - Gạt công tắc I0.0 lên 1 thì 3 ñèn ñỏ-xanh-vàng chạy theo chế ñộ tự ñộng theo thời gian là 6-4-2 giây. - Gạt công tắc I0.0 xuống thì chỉ còn ñèn vàng chớp tắt với chu kì 1 giây. 3. Có 3 ñộng cơ ñược ñiều khiển theo yêu cầu sau: Khi chọn chế ñộ AUTO - Nhấn nút vào Start ñộng cơ M1 hoạt ñộng, sau 3 giây ñộng cơ M2 hoạt ñộng, sau 3 giây ñộng cơ M3 hoạt ñộng. - Nhấn nút Stop cả 3 ñộng cơ cùng dừng. Khi chọn chế ñộ MAN - Có 3 nút nhấn ñiều khiển 3 ñộng cơ riêng biệt, khi nhấn nút nhấn nào thì ñộng cơ ñó chạy, buông tay ra ñộng cơ dừng. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ ñiện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 93/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 15 Bài tập tổng hợp (Nộp chấm ñiểm bài thi cuối khoá). S7-200 0 3 3 Học viên thực hiện và báo cáo cho giáo viên. Lưu ý: Dùng bài tập này có thể thay thế cho kì thi thực hành cuối khoá. Điều khiển ñèn giao thông. Yêu cầu: Khi bật công tắc chế ñộ sang AUTO: - Từ 6h00 ñến 22h00 thì: các ñèn giao thông tại ngã tư giao lộ hoạt ñộng bình thường theo tuần tự: ñỏ – xanh – vàng. Thời gian các ñèn sáng là 6 – 4 – 2 giây. - Ngược lại thì: chỉ có 02 ñèn vàng sáng/tắt với chu kỳ là 1 giây. Khi bật công tắc chế ñộ sang MANUAL: - Nhấn nút PB1 thì chỉ có ñèn ñỏ 1 và xanh 2 sáng, nếu nhấn nút PB2 thì chỉ có ñèn ñỏ 2 và xanh 1 sáng. - Nhấn nút PB2 thì 2 ñèn vàng sẽ sáng tắt với chu kì là 1 giây.
File đính kèm:
giao_trinh_plc_s7_200_pham_phu_tho.pdf
