Tài liệu Lập trình PLC (SIEMENS S7-200)
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 33Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử
Th.s Phạm Phú Thọ Trang 2/94
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
lệnh đơn giản nhƣ sau: Yêu cầu: - Nhấn nút For thì motor quay theo chiều thuận. - Nhấn nút Rev thì motor quay theo chiều ngƣợc lại. - Nhấn nút Stop thì động cơ dừng. - Mỗi thời điểm motor quay theo 1 chiều. Mô tả qui trình hoạt động: Hệ thống gồm có 3 cảm biến S1, S2 và S3. Băng tải chạy theo chiều thuận và chiều ngƣợc lại. Điều khiển băng tải hoạt động theo theo yêu cầu sau: Cảm biến S1 Cảm biến S2 Cảm biến S3 Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện 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 động Start, băng tải chờ khi có tín hiệu ở cảm biến S1 thì hoạt động. - 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 động vào S2 thì hệ thống tự đếm lên 1. - Đủ 3 sản phẩm thì băng tải tự dừng. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 79/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 8 Điều khiển đảo chiều quay động cơ 1 pha AC. S7-200 1 2 3 Có 02 loại: - Loại động cơ vạn năng - Loại động cơ không đồng bộ Cho động cơ 1 phase AC. Kết nối từ PLC giao tiếp qua Relay điều khiển động cơ theo sơ đồ và yêu cầu sau: Phân bố dây trong động 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 điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 80/94 Nguyên tắc chung: - Chân 1 và 3 đấu chung, cấp nguồn AC 1 phase vào chân 1+3 và 2 thì động cơ quay theo chiều thuận (tạm gọi). - Chân 1 và 2 đấu chung, cấp nguồn AC 1 phase vào chân 1+2 và 3 thì động cơ quay theo chiều ngƣợc lại. Thực hiện: - Vẽ sơ đồ đấu dây giao tiếp giữa PLC -- 2 Relay – Motor 1 phase, đảo chiều quay. H1: Sơ đồ giao tiếp từ plc ra relay Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 81/94 H2: Sơ đồ giao tiếp từ relay ra động cơ AC 1 phase - Đấu dây giao tiếp. - Kiểm tra kết nối ( Học viên + Giáo viên) - Lập trình PLC điều khiển. Yêu cầu: - Nhấn nút Stop, motor dừng hoạt động. - Nhấn nút For thì motor quay theo chiều thuận. - Nhấn nút Rev thì motor quay theo chiều ngƣợc lại. - Mỗi thời điểm motor quay theo 1 chiều. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 82/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 9 Lắp đặt, lập trình và điều khiển động cơ AC 3 phase. S7-200 1 2 3 Giới thiệu: Sơ đồ mạch điện từ PLC ra Relay như các bài đã học Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 83/94 Sơ đồ mạch điện từ Relay ra các Contactor Sơ đồ mạch động lực giao tiếp với động cơ. M M1 M2 Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 84/94 1. Nhấn ON động cơ quay theo chiều thuận, sau 5s động cơ ngừng 2s sau đó chuyển qua quay nghịch. Nhấn OFF động cơ ngừng hoạt động. 2. Nhấn ON chờ cảm biến 1 (cb1) tác động, động cơ quay thuận. Khi cảm biến 2 (cb2) tc động thì động cơ ngừng, sau 2s khi có tác động của cb1 thì động cơ quay nghịch. Khi có tác động của cb2 thì động cơ ngừng. Trong qui trình động cơ đang chạy nhấn OFF thì động cơ ngừng. Mở rộng: Điều khiển khởi động sao-tam giác: Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện 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 điện khí nén. S7-200 1 2 3 Mô tả bài tập: Hệ thống gồm các xylanh đƣợc 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 đầu. 2. Khi nhấn nut Start thì xylanh chạy tới, khi nhấn nut Stop thì xylanh tự rút về vị trí ban đầu. Chú ý: Nguyên lý hoạt động 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 điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 86/94 4. Mỗi lần nhấn nút khởi động Start, xylanh chạy ra, gập hành trình ngoài thì xylanh tự rút về. Gập hành trình trong thì xylanh tự dừng. (Điều khiển xylanh tƣơng tự nhƣ đảo chiều quay động 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 điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 87/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 11 Lắp đặt và lập trình điều khiển băng tải và cần gạt dùng khí nén. S7-200 1 2 3 Cho mô hình nhƣ hình bên dƣới: Mô hình gồm có: - Một băng tải dùng động cơ DC. - Một cần gạt dùng khí nén. - Các cảm biến sợi quang. Điều khiển mô hình hoạt động như sau: - Nhấn nút Start, hệ thống sẵn sàng hoạt động. - Khi có phôi ở đầu băng tải thì vận chuyển phôi đến vị trí kiểm tra màu phôi, nếu phôi màu đỏ thì tiếp tục di chuyển phôi đến cuối băng tải. - Nếu phôi màu đen thì cần gạt và băng tải chạy đẩy phôi ra ngoài. - Hệ thống tự động lập lại khi phôi đã đƣợc ra khỏi hệ thống. - Nhấn nút Stop hệ thống dừng. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 88/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 12 Lắp đặt và lập trình điều khiển băng tải và tay gấp dùng khí nén. S7-200 1 2 3 Cho mô hình nhƣ hình bên dƣới: Mô tả: Hệ thống hoạt động gần giống với mô tả trong bài 11, chỉ mở rộng thêm phần tay gấp dùng khí nén nhƣ sau: - Khi phôi đi đến 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 điện 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 động lập lại. - Nhấn nut Stop thì hệ thống dừng. Chú ý: Khi xylanh di chuyển đi lên/xuống và đi ra/vào thì định vị bằng các cảm biến từ. Khi xylanh gấp/nhả không có cảm biến cho nên phải dùng thời gian để thay thế. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện 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 đại lƣợng này đƣợc tính theo ngày dƣơng lịch. Cài đặt thời gian thực: Cài mốc thời gian bắt đầu hoạt động cho PLC. Chọn PLC --> Time Of Day Clock --> Set. Truy suất dữ liệu từ đồng hồ thời gian thực trong PLC. // Lệnh này chỉ cần thực hiện 1 lần trong cả chƣơng trình. // Khi thực hiện lệnh trên, với T = VB0 thì các giá trị thông số đƣợc phân bố nhƣ 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 đó: muốn truy suất đại lƣợng nào thì phải dùng ô nhớ tƣơng ứng với đại lƣợng đó. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 91/94 Giá trị T có thể thay đổi đƣợc, khi đó ta phải truy suất các đại lƣợng theo giá trị T mới. Các giá trị này có định dạng BCD, muốn sử dụng đƣợc phải dùng dấu “ # “ Ví dụ: Có thể thay đổi giờ lúc Set đồng hồ để thử chƣơng trình hoạt động, hoặc so sánh với giờ mới. Dùng các VB khác để truy suất các đại lƣợng 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, đèn 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 nhƣ 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 điện tử Th.s Phạm Phú Thọ Trang 92/94 Bài tập Nội dung Thiết bị LT TH Tổng 14 Lập trình chƣơng trình con S7-200 1 2 3 Đọc và tìm hiểu nguyên lý sử dụng chƣơng trình con. Nhập và kiểm tra hoạt động ví dụ trong phần lý thuyết. Các bài tập cần thực hiện: 1. Điều khiển đèn A hoạt động ở 2 chế độ khác nhau: - Gạt I0.0 lên 1 thì đèn A sáng. - Gạt I0.1 lên 1 thì đèn A chớp tắt với chu kì 1s. - Gạt cả 2 công tắc lên hoặc xuống thì đèn A tắt. 2. Điều khiển đèn giao thông tại ngã tƣ giao lộ theo yêu cầu sau: - Gạt công tắc I0.0 lên 1 thì 3 đèn đỏ-xanh-vàng chạy theo chế độ tự động theo thời gian là 6-4-2 giây. - Gạt công tắc I0.0 xuống thì chỉ còn đèn vàng chớp tắt với chu kì 1 giây. 3. Có 3 động cơ đƣợc điều khiển theo yêu cầu sau: Khi chọn chế độ AUTO - Nhấn nút vào Start động cơ M1 hoạt động, sau 3 giây động cơ M2 hoạt động, sau 3 giây động cơ M3 hoạt động. - Nhấn nút Stop cả 3 động cơ cùng dừng. Khi chọn chế độ MAN - Có 3 nút nhấn điều khiển 3 động cơ riêng biệt, khi nhấn nút nhấn nào thì động cơ đó chạy, buông tay ra động cơ dừng. Tài liệu: Lập trình PLC (SIEMENS S7-200) TT Cơ điện 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 điểm 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 đèn giao thông. Yêu cầu: Khi bật công tắc chế độ sang AUTO: - Từ 6h00 đến 22h00 thì: các đèn giao thông tại ngã tƣ giao lộ hoạt động bình thƣờng theo tuần tự: đỏ – xanh – vàng. Thời gian các đèn sáng là 6 – 4 – 2 giây. - Ngƣợc lại thì: chỉ có 02 đèn vàng sáng/tắt với chu kỳ là 1 giây. Khi bật công tắc chế độ sang MANUAL: - Nhấn nút PB1 thì chỉ có đèn đỏ 1 và xanh 2 sáng, nếu nhấn nút PB2 thì chỉ có đèn đỏ 2 và xanh 1 sáng. - Nhấn nút PB2 thì 2 đèn vàng sẽ sáng tắt với chu kì là 1 giây.
File đính kèm:
tai_lieu_lap_trinh_plc_siemens_s7_200.pdf
