Đồ án Ứng dụng PLC S7-200 điều khiển mô hình ép cổ bịch nấm tai mèo (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Ứng dụng PLC S7-200 điều khiển mô hình ép cổ bịch nấm tai mèo (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO GVHD: Th.s TRẦN VÃN SỸ SVTH:ÐỖ KIM THOA MSSV: 12341109 S K L 0 0 3 1 0 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC S7-200 ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO GVHD : Th.s TRẦN VĂN SỸ SVTH : ĐỖ KIM THOA MSSV :12341109 Lớp : 123412C Khóa : 2012 Hệ :Chuyển tiếp chính quy Tp. Hồ Chí Minh - 07/2014
3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP. HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Tp. HCM, tháng 07 năm 2014 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đỗ Kim Thoa MSSV: 12341109 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử, truyền thông. Hệ đào tạo: Đại học- chính quy, chuyển tiếp(CN) Khóa: 2012 I.TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC S7-200 ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO II. NHIỆM VỤ 1. Các yêu cầu thực hiện của đề tài:  Tìm hiểu PLC S7-200 và CPU 224.  Lập trình ứng dụng trên phần mềm MicroWin V4.0 STEP 7.  Ứng dụng PLC để điều khiển mô hình .  Xây dựng mô hình điều khiển.  Xây dựng giao diện giám sát mô hình qua Wincc. 2. Kết quả đạt được của ĐATN sau khi thực hiện:  Hiểu và điều khiển các thiết bị ngoại vi thông qua PLC S7-200.  Kết nối được tín hiệu vào / ra với PLC.  Xây dựng được mô hình để điều khiển chức năng chương trình đã viết. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.s Trần Văn Sỹ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN-ĐIỆN TỬ THS.GV. TRẦN VĂN SỸ SVTH: ĐỖ KIM THOA GVHD: Ths TRẦN VĂN SỸ
4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH (Dành cho cán bộ hướng dẫn) KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Ngày tháng 07 năm 2014 1. Tên đề tài tốt nghiệp: ỨNG DỤNG PLC S7-200 ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO 2. Cán bộ hướng dẫn: Th.s Trần Văn Sỹ 3. Nhận xét: 4. Đề nghị : Được bảo vệ: Bổ sung để được bảo vệ: Không được bảo vệ: 5. Các câu hỏi sinh viên phải trả lời trước hội đồng : (dành cho cán bộ phản biện) Câu 1:. Câu 2:. 6. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB, yếu): Điểm: /10. 7. Xin mời GV hướng dẫn và GV phản biện tham gia hội đồng bảo vệ của thư mời đính kèm. Cán bộ hướng dẫn SVTH: ĐỖ KIM THOA GVHD: Ths TRẦN VĂN SỸ
5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH (Dành cho cán bộ phản biện) KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Ngày tháng 07 năm 2014 1. Tên đề tài tốt nghiệp: ỨNG DỤNG PLC S7-200 ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO 2.Cán bộ phản biện: 3.Nhận xét: 4.Đề nghị : Được bảo vệ: Bổ sung để được bảo vệ: Không được bảo vệ: 5.Các câu hỏi sinh viên phải trả lời trước hội đồng : (dành cho cán bộ phản biện) Câu 1:. Câu 2:. 6.Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB, yếu): Điểm: /10. Cán bộ phản biện SVTH: ĐỖ KIM THOA GVHD: Ths TRẦN VĂN SỸ
6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO LỜI CẢM ƠN  Nhóm thực hiện đề tài “ỨNG DỤNG PLC S7-200 ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO” xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Văn Sỹ đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu cũng như hỗ trợ phương tiện, thiết bị thí nghiệm trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Đồng thời nhóm xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Điện - Điện Tử đã tạo điều kiện cho nhóm em và các bạn cùng khóa có cơ hội để kiểm tra khả năng và khẳng định được kiến thức trong suốt quá trình học tập để có thể vận dụng vào thực tiễn để hoàn thành tốt đề tài. Và nhóm cũng xin cám ơn bạn bè, các thành viên trong lớp đã có những ý kiến đóng góp, bổ sung, giúp đỡ nhóm hoàn thành tốt đề tài. Trân trọng Nhóm thực hiện đồ án: Đỗ Kim Thoa SVTH: ĐỖ KIM THOA GVHD: Ths TRẦN VĂN SỸ
7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO MỤC LỤC TRANG MỤC LỤC 1 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 4 I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 4 II. HƯỚNG GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI 4 III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 4 1. Mục đích nghiên cứu 4 2. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 4 3. Phương pháp nghiên cứu 5 4. Kế hoạch nghiên cứu 5 5. Giới hạn đề tài và hướng phát triển 5 6. Mục đích nghiên cứu 5 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU PLC SEIMENS S7-200 6 I. SƠ LƯỢC VỀ PLC 6 II.GIỚI THIỆU MỘT SỐ NHÓM PLC SIEMENS S7-200 7 1. Tổng quan về họ PLC S7-200 của hãng Siemens 7 2. Cấu trúc phần cứng của S7-200 9 3. Phân loại PLC S7-200 11 III. GIỚI THIỆU VỀ MODULE ANALOG PLC S7-200 12 1. Đầu vào 13 2. Đầu ra 13 3. Các bước chỉnh đầu vào 14 4. Các chú ý khi cài đặt ngõ ra analog 17 IV. GIỚI THIỆU VỀ MODULE ANALOG EM 235 17 1. Các thành phần của module analog EM235 18 2. Định dạng dữ liệu 19 3. Cách nối dây 20 4. Cài đặt dải tín hiệu vào 22 5. Trình tự thiết lập và căn chỉnh cho module analog 23 CHƯƠNG III LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 24 I. ĐỘNG CƠ KÉO BĂNG TẢI 24 II. CẢM BIẾN QUANG 25 III. XILANH 25 1. Xilanh trược 25 2. Xi lanh kẹp 25 3. Xi lanh dẫn hướng 25 IV. CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ 25 SVTH: ĐỖ KIM THOA 1 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO V. RELAY 24VDC 26 1. Định nghĩa 26 2. Nguyên lý hoạt động 26 VI. RELAY SSRs (Solid State Relays) 27 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH 28 I: GIỚI THIỆU CHUNG 28 II. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA MÔ HÌNH 28 1. Khối WINCC (khối giám sát) 28 2. Khối PLC 29 3. Khối nguồn 29 4. Khối cảm biến 29 5. Khối cơ cấu chấp hành 29 III.SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC 29 IV. SƠ ĐỒ KẾT NỐI PLC VỚI MODULE EM 235 31 V: HÌNH ẢNH THI CÔNG ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI 32 CHƯƠNG V CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN GIÁM SÁT 36 I.LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 36 1.Lưu đồ giải thuật chương trình chính 36 2.Lưu đồ giải thuật chương trình con 36 II. THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN 36 1. Thao tác tạo driver S7-200 cho Wincc 37 2. Qui trình thực hiện màn hình giao diện 44 CHƯƠNG VI KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 56 I.KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 56 II.HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 56 III.KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 SVTH: ĐỖ KIM THOA 2 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO DANH SÁCH HÌNH SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI Hình 2.1: Mạng kết nối PLC với PC 5 Bảng 2.2: Các loại CPU S7-200 6 Bảng 2.3: So sánh các thông số và đặc điểm kỹ thuật của series 22x 7 Bảng 2.4: Mã số và các thông số về điện áp nguồn và I/O 7 Bảng 2.5: Các thông số về công suất tiêu thụ và dòng điện I/O. 8 Hình 2.6: hình ảnh PLC S7-200 CPU 224 8 Hình 2.7: sơ đồ mạch điện giao tiếp giữa CPU 224 loại AC/DC/RLY và cơ cấu chấp hành 10 Hình 2.8: sơ đồ mạch giao tiếp giữa CPU 224 DC/DC/DC với sensor và cơ cấu chấp hành 11 Hình 2.9: Sơ đồ kết nối với các thiết bị ngoại vi, sử dụng theo dòng và áp: 12 Hình 2.10: Sơ đồ chỉnh độ lợi (GAIN) và OFFSET: 13 Bảng 2.11: Switch chỉnh chọn điện áp hoặc dòng ngõ vào đối với module EM 231 13 Bảng 2.12 : Switch chỉnh chọn điện áp hoặc dòng ngõ vào đối với module EM 235 14 Bảng 2.13 : Switch chỉnh chọn độ lợi, đơn cực hoặc lưỡng cực và độ suy giảm (attenuation) 14 Hình 2.14 : Sơ đồ khối các ngõ vào của EM 231. 15 Hình 2.15 : Sơ đồ khối các ngõ vào của EM 235: 15 Hình 2.16 : hình dáng bên ngoài EM 235 16 Hình 2.17 hình ảnh về cấu tạo module EM 235 17 Hình 3.1: Động cơ 23 Hình 3.2 hình dạng cảm biến quang 23 Hinh 3.3 hình dạng của xilanh trược 24 Hinh 3.4 hình dạng của xilanh kẹp 24 Hinh 3.5 hình dạng của xilanh dẫn hướng 24 Hình 4.1 Mặt trước của mô hình 31 Hình 4.2 Mặt sau của mô hình 32 Hinh 4.3 Nhìn từ trên xuống với băng tải nhỏ và các xilanh cùng thanh ép nhiệt 33 Hinh 4.4 Băng tải lớn dùng để vận chuyển bao mấm tai mèo vào để gia nhiệt 34 Hình 4.5 Bên trong tủ điều khiển 34 Hình 5.1: Bảng màu của Graphics Designer 44 Hình5.2 Bảng Object Pallete của Graphics Designer 45 SVTH: ĐỖ KIM THOA 3 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI. Hiện nay thì việc ứng dụng kỹ thuật công nghệ vào trong sản xuất ngày càng được phát triển và sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên công việc sản xuất nấm mèo hiện nay hoàn toàn làm bằng tay và năng xuất sản xuất có thể cũng sẽ bị ảnh hưởng. Để giúp cho việc cải thiện năng xuất sản xuất của người làm nấm thì nhóm chọn đề tài: “ỨNG DỤNG PLC S7-200 ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO”. II. HƯỚNG GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI. Mục đích của đề tài là thi công mô hình tự động đặt phôi và bịt miệng bao bằng phương pháp ép nhiệt. Để có thể bịt miệng bao bằng phương pháp ép nhiệt thì ta cần phải tìm hiểu về đặc tính vật lý và đặc điểm của nhiệt độ. Tùy theo tính chất , yêu cầu của quá trình mà nó đòi hỏi các phương pháp điều khiển thích hợp. Tính ổn định và chính xác của nhiệt độ cũng được đòi hỏi ở đây đặt ra các vấn đề cần phải giải quyết. Một điều thực sự cần thiết là ta phải khảo sát kỹ đối tượng cung cấp nhiệt mà ta cần phải điều khiển để dẫn đến mô hình toán học cụ thể. Từ đó chúng ta sẽ giải quyết bài toán điều khiển trên cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu sẵn. Bên cạnh vấn đề về nhiệt độ thì vấn đề cần quan tâm tiếp theo đó là về khí nén, van khí nén và cả về PLC. Làm thế nào để hòa hợp và điều khiển tất cả lại với nhau để có thể đạt được yêu cầu đã đặt ra là mục đích của đề tài. III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI. 1. Mục đích nghiên cứu Đề tài được thực hiện với mục đích sau:  Tìm hiểu PLC S7-200  Ứng dụng S7-200 cho mô hình điều khiển các van khí nén.  Ứng dụng S7-200 để điều khiển và khống chế nhiệt độ. 2. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu  PLC S7-200.  Phần mềm MicroWin V4.0 STEP 7, WinCC V.7, CPU 224.  Điện trở nhiệt.  Cảm biến nhiệt. Phạm vi nghiên cứu của đề tài: SVTH: ĐỖ KIM THOA 4 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO  Lập trình trên PLC S7-200 qua phần mềm MicroWin V4.0 STEP 7 và điều khiển giám sát mô hình trên WinCC V7  Thực hiện mô hình thực tế để mô tả về kết quả đạt được của quá trình nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết. 3. Phương pháp nghiên cứu  Tham khảo tài liệu nghiên cứu của các thành viên trên diễn đàn và một số tài liệu do các anh chị năm trước làm đồ án để lại.  Tìm hiểu cơ sở lý thuyết từ các tài liệu có tại thư viện trường SPKT.  Tiến hành thực tập và mô phỏng trên các phần mền có liên quan. 4. Kế hoạch nghiên cứu:  Lập đề cương nghiên cứu.  Thu thập và nghiên cứu tài liệu.  Tìm hiểu phần mềm PLC S7-200  Phác thảo mô hình, viết chương trình và đánh máy.  Thi công và kiểm tra, sửa lỗi và đánh máy.  Kiểm tra, hoàn thiện phần cứng và phần mềm, in ấn, đóng bìa và nộp đề tài. 5. Giới hạn đề tài và hướng phát triển Phần cứng: thi công chưa được tốt lắm, còn một số hạn chế về phần thiết kế, có thể thay thế hoặc chỉnh sửa cho thật sự hợp lý. Phần mềm: về phần kiến thức về PLC S7-200 còn có hạn chế. Cách viết chương trình trong đề tài chưa thật sự tốt lắm. Do hạn chế về thời gian, tài liệu tham khảo và nhiều điều kiện khách quan khác nhau, nên đề tài chỉ nghiên cứu những nội dung sau:  Thiết lập lưu đồ điều khiển.  Lập trình điều khiển trên bộ PLC của SIMATIC S7-200 CPU 224.  Xây dựng mô hình điều khiển. Nhưng nội dung trọng tâm vẫn là phần lập trình. 6. Mục đích nghiên cứu Qua thời gian nghiên cứu lý thuyết về PLC cũng như tập lệnh của SIMATIC S7-200, nhóm em nhận thấy cần học hỏi nhiều hơn nữa về phương pháp lập trình, cũng như kinh nghiệm khắc phục sự cố khi chạy chương trình. Với đề tài tốt nghiệp này là điều kiện tốt nhất sẽ giúp ích rất nhiều trong quá trình học hỏi đó. Mục đích nghiên cứu chỉ để làm quen với thực tế, thấy được mối quan hệ giữa lý thuyết và thực tiễn. Lập trình PLC điều khiển nhiệt độ và các van khí nén điều quan trọng cần rút ra được sau quá trình thực hiện là cách thức và trình tự giải quyết một vấn đề được đặt ra trước bằng phương pháp lập trình và thấy được khả năng ứng dụng của PLC trong công nghiệp. SVTH: ĐỖ KIM THOA 5 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC PLC SEIMENS S7-200 I. SƠ LƯỢC VỀ PLC Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được sáng tạo từ những ý tưởng ban đầu của một nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motor vào năm 1968. Trong những năm gần đây được sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp. Nói cách khác PLC là một máy tính thu nhỏ nhưng với các tiêu chuẩn công nghệ cao và khả năng lập trình logic mạnh. PLC là đầu não quan trọng và linh hoạt trong điều khiển tự động hóa. Hình 2.1: Mạng kết nối PLC với PC  Ưu điểm của hệ thống điều khiển dùng PLC:  Điều khiển linh hoạt đa dạng.  Lượng contact lớn, tốc độ hoạt động nhanh.  Dễ dàng tiến hành thay đổi và sửa chữa.  Độ ổn định và độ tin cậy cao.  Lắp đặt đơn giản.  Kích thước gọn nhẹ.  Có thể nối mạng vi tính để giám sát hệ thống.  Hạn chế của hệ thống điều khiển dùng PLC:  Giá thành (tùy theo yêu cầu máy).  PLC sẽ bị ảnh hưởng bởi môi trường làm việc. SVTH: ĐỖ KIM THOA 6 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO II. GIỚI THIỆU MỘT SỐ NHÓM PLC SIEMENS S7-200 Siemens: có các nhóm CPU S7 200:  CPU 21x: 210; 212; 214; 215-2DP; 216.  CPU 22x: 221; 222; 224; 224XP; 226; 226XM. CPU S7300:  312IFM; 312c.  313; 313C; 313C-2DP+P; 313C-2DP.  314; 314IFM; 314C-2DP+P; 314C-2DP.  315; 315-2DP; 315E-2DP.  316-2DP.  318-2. CPU S7-1200: CPU 121xC: 1211C; 1212C; 1214C CPU S7400: 1. Tổng quan về họ PLC S7-200 của hãng Siemens: Có hai series: 21x (loại cũ không còn sản xuất nữa) và 22x (loại mới). Về mặt tính năng: thì loại mới có ưu điểm hơn nhiều. Bao gồm các loại CPU sau: 221, 222, 224, 224XP, 226, 226XM trong đó CPU 224XP có hỗ trợ analog I/O onboard và 2 port truyền thông. Bảng 2.2: Các loại CPU S7-200. SVTH: ĐỖ KIM THOA 7 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO Bảng 2.3: So sánh các thông số và đặc điểm kỹ thuật của series 22x Bảng 2.4: Mã số và các thông số về điện áp nguồn và I/O . SVTH: ĐỖ KIM THOA 8 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO Bảng 2.5: Các thông số về công suất tiêu thụ và dòng điện I/O. 2. Cấu trúc phần cứng của S7-200:  Hình dáng bên ngoài: Hình 2.6: hình ảnh PLC S7-200 CPU 224  Các đèn trạng thái:  Đèn RUN-màu xanh: Chỉ định PLC ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình đã được nạp vào bộ nhớ chương trình.  Đèn STOP-màu vàng: Chỉ định PLC ở chế độ STOP, dừng chương trình đang thực hiện lại (các đầu ra đều ở chế độ off).  Đèn SF-màu đỏ, đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng có nghĩa là lỗi phần cứng hoặc hệ điều hành. Ở đây cần phân biệt rõ lỗi hệ thống với lỗi chương trình người dùng, khi lỗi chương trình người dùng thì CPU không thể nhận biết được vì trước khi SVTH: ĐỖ KIM THOA 9 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO download xuống CPU, phần mềm lập trình đã làm nhiệm vụ kiểm tra trước khi dịch sang mã máy.  Đèn Ix.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu vào số.  Đèn Qx.x-màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu vào số.  Port truyền thông nối tiếp: RS 485 protocol, 9 chân sử dụng cho việc phối ghép với PC, PG, TD200, TD200C, OP, mạng biến tần, mạng công nghiệp.Tốc độ truyền - nhận dữ liệu theo kiểu PPI là 9600 baud.Tốc độ truyền - nhận dữ liệu theo kiểu Freeport là 300 ÷ 38400 baud.  Công tắc chọn chế độ: . Công tắc chọn chế độ RUN: Cho phép PLC thực hiện chương trình, khi chương trình gặp lỗi hoặc gặp lệnh STOP thì PLC sẽ tự động chuyển sang chế độ STOP mặc dù công tắc vẫn ở chế độ RUN (nên quan sát đèn trạng thái) . Công tắc chọn chế độ STOP: Khi chuyển sang chế độ STOP, dừng cưỡng bức chương trình đang chạy, các tín hiệu ra lúc này đeeuf về off. . Công tắc chọn chế độ TERM: cho phép người vận hành chọn một trong hai chế độ RUN/STOP từ xa, ngoài ra ở chế độ này được dùng để download chương trìnhnngười dùng.  Vít chỉnh định tương tự: Mỗi CPU có từ 1 đến 2 vít chỉnh định tương tự, có thể xoay được một góc 270°, dùng để thay đổi giá trị của biến sử dụng trong chương trình.  Pin và nguồn nuôi bộ nhớ: Sử dụng tụ vạn năng và pin. Khi năng lượng của tụ bị cạn kiệt PLC sẽ tự động chuyển sang sử dụng năng lượng từ pin.  Cổng truyền thông : Chân 1 nối đất Chân 2 24VDC Chân 3 truyền và nhận dữ liệu. Chân 4 bỏ trống không sử dụng. Chân 5 nối đất Chân 6 5 VDC Chân 7 24 VDC Chân 8 truyền và nhận dữ liệu Chân 9 bỏ trống không sử dụng SVTH: ĐỖ KIM THOA 10 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO - Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp kết nối PC/PPI với bộ chyển đổi RS 232 / RS 485. - Gắn 1 đầu cáp PC / PPI với cổng truyền thông 9 chân của PLC còn đầu kia với cổng truyền thông nối tiếp RS 232 của máy PC. Nếu cổng truyền thông nối tiếp RS-232 với 25 chân thì phải ghép nối qua bộ chuyển đổi 25 chân / 9 chân để có thể nối với cáp truyền thông PC / PPI. - Chọn các thông số truyền thông. - Tốc độ truyền: 09.6K - Dữ liệu truyền: 11 bit. 3. Phân loại PLC S7-200: S7-200 có hai loại cơ bản: AC/DC/RLY và DC/DC/DC.  AC/DC/RLY : loại này điện áp nguồn cung cấp từ 85÷264VAC, tần số 47÷63 Hz; . Điện áp vào: có nguồn cung cấp điện áp chuẩn cho sensor là 24VDC. . Điện áp ra: loại này sử dụng nguồn điện ngoài, có thể là DC hoặc AC nhưng không vượt quá 220V. Nếu sử dụng đối với những thiết bị tiêu thụ có công suất bé khoảng chừng vài Woat thì có thể lấy trực tiếp nguồn của cảm biến. Hình 2.7: sơ đồ mạch điện giao tiếp giữa CPU 224 loại AC/DC/RLY và cơ cấu chấp hành  DC/DC/DC: Nguồn nuôi 24VDC. . Nguồn nuôi cảm biến 24VDC. . Đầu ra Transitor hở colector nguồn cung cấp 24VDC SVTH: ĐỖ KIM THOA 11 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO Hình 2.8: sơ đồ mạch giao tiếp giữa CPU 224 DC/DC/DC với sensor và cơ cấu chấp hành. III. GIỚI THIỆU VỀ MODULE ANALOG PLC S7-200 Module analog là một công cụ để xử lý các tín hiệu tương tự thông qua việc xử lý các tín hiệu số.  Analog input Thực chất nó là một bộ biến đổi tương tự - số (A/D). Nó chuyển tín hiệu tương tự ở đầu vào thành các con số ở đầu ra. Dùng để kết nối các thiết bị đo với bộ điều khiển: chẳng hạn như đo nhiệt độ.  Analog output Analog output cũng là một phần của module analog. Thực chất nó là một bộ biến đổi số - tương tự (D/A). Nó chuyển tín hiệu số ở đầu vào thành tín hiệu tương tự ở đầu ra. Dùng để điều khiển các thiết bị với dải đo tương tự. Chẳng hạn như điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển tốc độ biến tần 0-50Hz. Tín hiệu Analog là các tín hiệu tương tự ( 0 – 10VDC,hoặc 4-20mA ),Hầu hết các ứng dụng của chương trình PLC Siemens nói riêng hay các ứng dụng khác đều cần phải đọc các tín hiệu analog.Tín hiệu analog có thể là tín hiệu từ các cảm biến đo nhiệt độ, khoảng cách, cảm biến áp suất, cảm biến đo trọng lượng  PLC S7-200 có các module analog mở rộng như sau:  EM 231: gồm có 4 ngõ vào analog.  EM 232: gồm có 2 ngõ ra analog.  EM 235: gồm có 4 ngõ vào và 1 ngõ ra analog.  Đặc tính chung  Trở kháng vào input >= 10M.  Bộ lọc đầu vào input –3Db tại 3.1Khz.  Điện áp cực đại cung cấp cho module: 30VDC.  Dòng điện cực đại cung cấp cho module: 32mA.  Có LED báo trạng thái.  Có núm chỉnh OFFSET và chỉnh độ lợi (GAIN). SVTH: ĐỖ KIM THOA 12 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO 1. Đầu vào  Phạm vi áp ngõ vào: +/- 10V.  Phạm vi dòng điện ngõ ra: 0 -> 20mA.  Có các bộ chuyển đổi ADC, DAC (12 bit).  Thời gian chuyển đổi analog sang digital : 20mA.  Độ phân giải: o Điện áp: 12 bit. o Dòng điện: 11 bit.  Kiểu dữ liệu đầu ra: o Kiểu dữ liệu không dấu (đơn cực): từ 0 đến 32000. o Kiểu dữ liệu có dấu (đa cực): từ –32000 đến 32000.  Thời gian gửi tín hiệu đi: o Điện áp: 100us. o Dòng điện: 2ms Hình 2.9: Sơ đồ kết nối với các thiết bị ngoại vi, sử dụng theo dòng và áp: SVTH: ĐỖ KIM THOA 13 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO Có các contact (switch) để lựa chọn phạm vi áp ngõ vào (contact ở một trong hai vị trí ON và OFF). Contact 1 lựa chọn cực tính áp ngõ vào: ON đối với áp đơn cực, OFF với áp lưỡng cực; contact 2, 3, 4, 5, 6 chọn phạm vi điện áp. 3. Các bước chỉnh đầu vào.  Tắt nguồn Module, chọn tầm đầu vào mong muốn.  Bật nguồn lên cho CPU và Module sau đó để cho hoạt động ổn định trong 15 phút.  Sử dụng transmitter, nguồn dòng hoặc áp chuẩn dùng để đưa tín hiệu giá trị chuẩn zero vào 1 trong các đầu vào.  Đọc giá trị vào PLC bằng kênh đầu vào thích hợp.  Chỉnh giá trị OFFSET có thể cho đến khi giá trị đọc vào là zero hoặc nhận ra giá trị dữ liệu số.  Đặt giá trị tín hiệu toàn tầm đo vào ngõ vào, đọc giá trị mà CPU nhận được.  Chỉnh độ lợi có thể cho đến khi giá trị đọc được là 32.000 hay nhận được giá trị dữ liệu số.  Ngắn mạch đầu vào các ngõ vào không sử dụng.  Tránh gọt các đầu dây quá nhọn.  Lặp lại các quá trình, chỉnh Gain và Offset cho đến khi đạt yêu cầu. Hình 2.10: Sơ đồ chỉnh độ lợi (GAIN) và OFFSET: Bảng 2.11: Switch chỉnh chọn điện áp hoặc dòng ngõ vào đối với module EM 231. SVTH: ĐỖ KIM THOA 14 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP:ỨNG DỤNG PLC S7-200 ÉP CỔ BỊCH NẤM TAI MÈO Bảng 2.12 : Switch chỉnh chọn điện áp hoặc dòng ngõ vào đối với module EM 235. Bảng 2.13 : Switch chỉnh chọn độ lợi, đơn cực hoặc lưỡng cực và độ suy giảm(attenuation) Hình 2.14 : Sơ đồ khối các ngõ vào của EM 231. SVTH: ĐỖ KIM THOA 15 GVHD: Ths. TRẦN VĂN SỸ