Giáo trình Công nghệ kỹ thuật điện-điện tử

83 trang phuongnguyen 6810

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Công nghệ kỹ thuật điện-điện tử", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_cong_nghe_ky_thuat_dien_dien_tu.pdf

Nội dung text: Giáo trình Công nghệ kỹ thuật điện-điện tử

Giáo trình công nghệ kỹ thuật điện- điện tử , tháng năm .
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Chươ ng 1 CƠỞẾ S LÝ THUY T MÁY ĐIỆ N 1.1. ĐỊẠỆ NH NGHĨA VÀ PHÂN LO I MÁY ĐI N 1.1.1. Đị nh nghĩa Máy điệ n là thi ệ t b ị đi ệ n t ừ làm vi ệ c theo nguyên lý c ả m ứ ng đi ệ n t ừ . Dùng để bi ế n đ ổ i d ạ ng năng l ượ ng c ơ năng thành đi ệ n năng (máy phát đi ệ n) ho ặ c ngượạếổệ c l i bi n đ i đi n năng thành c ơ năng (đ ộơệặ ng c đi n) ho c dùng đ ểế bi n đổ i thông s ố đi ệ n nh ư bi ế n đ ổ i U, I, F, s ố pha. Máy điệ n là máy th ườ ng g ặ p nhi ề u trong các ngành kinh t ế nh ư : công nghiệ p, giao thông v ậ n t ả i và trong các d ụ ng c ụ sinh ho ạ t trong gia đình. 1.1.2. Cấ u t ạ o Gồ m hai ph ầ n chính: Mạ ch t ừ (lõi thép) Mạ ch đi ệ n (các dây qu ấ n) 1.1.3. Phân loạ i Máy điệ n có nhi ề u lo ạ i và đ ượ c ph ậ n lo ạ i theo nhi ề u cách khác nhau: + Theo công suấ t + Theo cấ u t ạ o + Theo chứ c năng + Theo loạ i dòng đi ệ n (xoay chi ề u, m ộ t chi ề u) + Theo nguyên lý làm việ c Phân loạ i theo nguyên lý làm vi ệ c đ ượ c chia làm hai lo ạ i: - Máy điệ n tĩnh: th ườ ng g ặ p là máy bi ế n áp. Làm vi ệ c d ự a trên hi ệ n t ượ ng cả m ứ ng đi ệ n t ừ do s ự bi ế n thiên t ừ thông gi ữ a các cu ộ n dây không có chuy ể n độ ng t ươ ng đ ố i v ớ i nhau. Máy điệ n tĩnh th ườ ng dùng đ ể bi ế n đ ổ i thông s ố đi ệ n năng U1, I1, f thành điệ n năng có thông s ố U2, I2, f hoặ c ng ượ c l ạ i bi ế n đ ổ i U2, I2, f thành U1, I1, f. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 1
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử - Máy điệ n đ ộ ng (quay ho ặ c chuy ể n đ ộ ng th ẳ ng): làm vi ệ c d ự a vào hi ệ n tượảứ ng c m ng đi ệừựệừừườ n t , l c đi n t do t tr ng và dòng đi ệủ n c a các cu ộ n dây có chuyểộươốớ n đ ng t ng đ i v i nhau gây ra. Lo ạ i máy đi ệ n này th ườ ng dùng đ ể biếổệ n đ i đi n năng thành c ơ năng (đ ộơệặếổệ ng c đi n) ho c bi n đ i đi n năng thành cơ năng (máy phát đi ệ n). Quá trình bi ế n đ ổ i có tính ch ấ t thu ậ n ngh ị ch nghĩa là máy điệ n có th ể làm vi ệ c ở ch ế đ ộ máy phát ho ặ c đ ộ ng c ơ . Sơ đ ồ phân lo ạ i máy đi ệ n thông d ụ ng Máy điệ n Máy điệ n tĩnh Máy điệ n đ ộ ng Máy điệ n xoay Máy điệ n m ộ t chiề u chiề u Máy không Máy đồ ng đồ ng b ộ bộ Độ ng Máy Độ ng Máy Máy cơ phát Độ ng Máy cơ phát phát không không cơ m ộ t biế n áp đồ ng đồ ng mộ t đồ ng đồ ng chiề u bộ bộ chiề u bộ bộ Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 2
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử 1.2. ĐỘƠỆỘỀ NG C ĐI N M T CHI U 1.2.1. Cấ u t ạ o c ủ a đ ộ ng c ơ đi ệ n m ộ t chi ề u Độ ng c ơ đi ệ n m ộ t chi ề u có th ể phân thành hai ph ầ n chính: ph ầ n tĩnh và phầ n đ ộ ng. stato Cự c t ừ chính Dây quấ n c ự c t ừ chính Dây quấ n c ự c t ừ ph ụ C ự c t ừ ph ụ Lõi sắ t Gông từ Dây quấ n ph ầ n ứ ng Hình 1-1. Cấ u t ạ o đ ộ ng c ơ đi ệ n m ộ t chi ề u Phầ n tĩnh hay stato Là phầ n đ ứ ng yên c ủ a máy (hình 1 – 1), bao g ồ m các b ộ ph ậ n chính sau: a) Cự c t ừ chính Là bộậ ph n sinh ra t ừườồ tr ng g m có lõi s ắựừ t c c t và dây qu ấ n kích t ừ lồ ng ngoài lõi s ắựừắựừằữ t c c t . Lõi s t c c t làm b ng nh ng lá thép k ỹậệ thu t đi n hay thép cacbon dày 0,5 đế n 1mm ép l ạ i và tán ch ặ t. Trong đ ộ ng c ơ đi ệ n nh ỏ có thể dùng thép kh ốựừượắặỏ i. C c t đ c g n ch t vào v máy nh ờ các bulông. Dây qu ấ n kích từượấằ đ c qu n b ng dây đ ồ ng, và m ỗộ i cu n dây đ ềượọ u đ c b c cách đi ệỹ n k thành mộốẩơ t kh i t m s n cách đi ệướ n tr c khi đ ặ t trên các c ựừ c t . Các cu ộ n dây kích từượặ đ c đ t trên các c ựừ c t này đ ượốếớ c n i ti p v i nhau nh ư trên (hình 1 - 2). Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 3
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Hình 1-2. Cấ u t ạ o c ự c t ừ chính b) Cự c t ừ ph ụ Cựừụượặ c t ph đ c đ t trên các c ựừ c t chính và dùng đ ểảệổề c i thi n đ i chi u. Lõi thép củựừụườ a c c t ph th ng làm b ằ ng thép kh ố i và trên thân c ựừụ c t ph có đặ t dây qu ấ n mà c ấạố u t o gi ng nh ư dây qu ấựừ n c c t chính. C ựừụượ c t ph đ c gắ n vào v ỏ máy nh ờ nh ữ ng bulông. c) Gông từ Gông từ dùng làm m ạ ch t ừ n ố i li ề n các c ự c t ừ , đ ồ ng th ờ i làm v ỏ máy. Trong độ ng c ơ đi ệ n nh ỏ và v ừ a th ườ ng dùng thép dày u ố n và hàn l ạ i. Trong máy điệ n l ớ n th ườ ng dùng thép đúc. Có khi trong đ ộ ng c ơ đi ệ n nh ỏ dùng gang làm v ỏ máy. d) Các bộ ph ậ n khác Bao gồ m: - Nắ p máy: Đ ểảệ b o v máy kh ỏữậ i nh ng v t ngoài r ơ i vào làm h ưỏ h ng dây qu ấ n và an toàn cho ngườ i kh ỏ i ch ạ m vào đi ệ n. Trong máy đi ệ n nh ỏ và v ừ a n ắ p máy còn có tác dụ ng làm giá đ ỡ ổ bi. Trong tr ườ ng h ợ p này n ắ p máy th ườ ng làm bằ ng gang. - Cơấổ c u ch i than: đ ểư đ a dòng đi ệừầ n t ph n quay ra ngoài. C ơấổ c u ch i than bao gồ m có ch ổ i than đ ặ t trong h ộ p ch ổ i than nh ờ m ộ t lò xo tì ch ặ t lên c ổ góp. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 4
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Hộ p ch ổ i than đ ượ c c ố đ ị nh trên giá ch ổ i than và cách đi ệ n v ớ i giá. Giá ch ổ i than có thểượểềỉịổ quay đ c đ đi u ch nh v trí ch i than cho đúng ch ỗ . Sau khi đi ềỉ u ch nh xong thì dùng vít cố đ ị nh l ạ i. Phầ n quay hay rôto Bao gồ m nh ữ ng b ộ ph ậ n chính sau : a) Lõi sắ t ph ầ n ứ ng Dùng để d ẫ n t ừ , th ườ ng dùng nh ữ ng t ấ m thép k ỹ thu ậ t đi ệ n dày 0,5mm phủ cách đi ệỏở n m ng hai m ặồ t r i ép ch ặạểảổ t l i đ gi m t n hao do dòng đi ệ n xoáy gây nên. Trên lá thép có dậ p hình d ạ ng rãnh đ ể sau khi ép l ạ i thì đ ặ t dây quấ n vào. Trong nhữ ng đ ộ ng c ơ trung bình tr ở lên ng ườ i ta còn d ậ p nh ữ ng l ỗ thông gió để khi ép l ạ i thành lõi s ắểạượữỗ t có th t o đ c nh ng l thông gió d ọụ c tr c. Trong nhữ ng đ ộ ng c ơ đi ệ n l ớ n h ơ n thì lõi s ắ t th ườ ng chia thành nh ữ ng đoạỏữữạấ n nh , gi a nh ng đo n y có đ ểộ m t khe h ởọ g i là khe h ở thông gió. Khi máy làm việ c gió th ổ i qua các khe h ở làm ngu ộ i dây qu ấ n và lõi s ắ t. Trong độơệộềỏ ng c đi n m t chi u nh , lõi s ắầứượ t ph n ng đ c ép tr ựế c ti p vào trụ c. Trong đ ộ ng c ơ đi ệ n l ớ n, gi ữ a tr ụ c và lõi s ắ t có đ ặ t giá rôto. Dùng giá rôto có thểếệ ti t ki m thép k ỹậệ thu t đi n và gi ả m nh ẹọượ tr ng l ng rôto. b) Dây quấ n ph ầ n ứ ng C¸ch ®iÖn phiÕn ®æi chiÒu Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 5
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Hình 1-3. Sơ đ ồ cách qu ấ n dây Dây quấ n ph ầ n ứ ng là ph ầ n phát sinh ra su ấ t đi ệ n đ ộ ng và có dòng đi ệ n chạ y qua. Dây qu ấ n ph ầ n ứ ng th ườ ng làm b ằ ng dây đ ồ ng có b ọ c cách đi ệ n. Trong máy điệ n nh ỏ có công su ấ t d ướ i vài kw th ườ ng dùng dây có ti ế t di ệ n tròn. Trong máy điệừớườ n v a và l n th ng dùng dây ti ếệữậ t di n ch nh t. Dây qu ấượ n đ c cách điệ n c ẩ n th ậ n v ớ i rãnh c ủ a lõi thép. Để tránh khi quay b ị văng ra do l ự c li tâm, ở mi ệ ng rãnh có dùng nêm đ ể đè chặ t ho ặ c đai ch ặ t dây qu ấ n. Nêm có làm b ằ ng tre, g ỗ hay bakelit. c) Cổ góp Dùng để đ ổ i chi ề u dòng đi ệ n xoay chi ề u thành m ộ t chi ề u. C ổ góp g ồ m nhiềếồ u phi n đ ng có đ ượạ c m cách đi ệớ n v i nhau b ằớ ng l p mica dày t ừế 0,4 đ n 1,2 mm và hợ p thành m ộ t hình tr ụ c tròn. Hai đ ầ u tr ụ c tròn dùng hai hình ố p hình chữ V ép ch ặ t l ạ i. Gi ữ a vành ố p và tr ụ tròn cũng cách đi ệ n b ằ ng mica. Đuôi vành góp có cao lên mộ t ít đ ể hàn các đ ầ u dây c ủ a các ph ầ n t ử dây qu ấ n và các phiế n góp đ ượ c d ễ dàng nh ư trên (hình 1 – 4). Miế ng đ ệ m mica Đai Phiế n đ ổ i chi ề u Ống lõi Mi ca PHIẾỔỀ N Đ I CHI U CỔ GÓP Hình 1- 4. Cấ u t ạ o c ổ góp 1.2.2. Đặ c tính c ơủộơệộề c a đ ng c đi n m t chi u kích t ừộậ đ c l p Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 6
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Khi nguồ n đi ệ n m ộ t chi ề u có công su ấ t vô cùng l ớ n và đi ệ n áp không đ ổ i thì mạ ch kích t ừườắ th ng m c song song v ớạầứ i m ch ph n ng, lúc này đ ộơ ng c đượ c g ọ i là đ ộ ng c ơ kích t ừ song song (hình 1- 5). + - + U - U ư ư R f E R C KT KT I I KT C R KT KT R I f KT E + U - I KT Hình 1-5. Sơ đ ồ n ố i dây c ủ a Hình 1- 6. Sơ đ ồ n ố i dây c ủ a độ ng c ơ kích t ừ song song độ ng c ơ kích t ừ đ ộ c l ậ p Khi nguồ n đi ệ n m ộ t chi ề u có công su ấ t không đ ủ l ớ n thì m ạ ch đi ệ n ph ầ n ứng và m ạ ch kích t ừ m ắ c vào hai ngu ồ n m ộ t chi ề u đ ộ c l ậ p v ớ i nhau (hình 1- 6), lúc này độ ng c ơ đ ượ c g ọ i là đ ộ ng c ơ kích t ừ đ ộ c l ậ p.  Phươ ng trình đ ặ c tính c ơ Theo sơ đ ồ (hình 1- 6), có th ể vi ế t ph ươ ng trình cân b ằ ng đi ệ n áp c ủ a mạ ch ph ầ n ứ ng nh ư sau: Uư = Eư + (Rư + Rf).Iư (1-1) Trong đó: Uư : điệ n áp ph ầ n ứ ng (V), Eư : sứ c đi ệ n đ ộ ng ph ầ n ứ ng (V), Rư : điệ n tr ở c ủ a m ạ ch ph ầ n ứ ng (Ω), Rf : điệ n tr ở ph ụ trong m ạ ch ph ầ n ứ ng (Ω), Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 7
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Iư : dòng điệ n m ạ ch ph ầ n (A). Vớ i: Rư = rư + rcf + rb + rct rư : điệ n tr ở cu ộ n dây ph ầ n ứ ng, rcf : điệ n tr ở cu ộ n c ự c t ừ ph ụ , rb : điệ n tr ở cu ộ n bù, rct : điệ n tr ở ti ế p xúc c ủ a ch ổ i đi ệ n. Sứ c đi ệ n đ ộ ng Eư củ a ph ầ n ứ ng đ ộ ng c ơ đ ượ c xác đ ị nh theo bi ể u th ứ c: p.N Φω= Φω Eư = . K . (1 - 2) 2.π.a p.N Trong đó: K = - hệ s ố c ấ u t ạ o c ủ a đ ộ ng c ơ , 2πa p – số đôi c ự c t ừ chính, N – số thanh d ẫ n tác d ụ ng c ủ a cu ộ n dây ph ầ n ứ ng, a – số đôi m ạ ch nhánh song song c ủ a cu ộ n dây ph ầ n ứ ng, Φ - từ thông kích t ừ d ướ i m ộ t c ự c t ừ Wb, ω - tố c đ ộ góc, rad/s . Nế u bi ể u di ễ n s ứ c đi ệ n đ ộ ng theo t ố c đ ộ quay n (vòng/ phút) thì: Eư = KeΦ. n (1 - 3) 2.π.n ω = 60 p.N Vì vậ y Eư = .Φ.n 60.a p.N Ke = : Hệ s ố s ứ c đi ệ n đ ộ ng c ủ a đ ộ ng c ơ , 60.a Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 8
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử K ≈ Ke = 0,105K 9,55 Từ công th ứ c (1 - 1) và (1 - 2) ta có: U R +R ω = − f .I ( 1 – 4 KΦ KΦ ) Biểứ u th c (1 - 4) là ph ươ ng trình đ ặ c tính c ơệủộơặ đi n c a đ ng c . M t khác, mômen điệ n t ừ Mđt củ a đ ộ ng c ơ đ ượ c xác đ ị nh b ở i: Mđt = KΦ . Iư ( 1 – 5 ) M dt Suy ra Iư = KΦ Thay giá trị Iư vào (1-4) ta đượ c: + U −R R f ω = M dt ( 1 – 6 ) KΦ (K.Φ)2 Nế u b ỏ qua các t ổ n th ấ t c ơ và t ổ n th ấ t thép thì mômen c ơ trên tr ụ c đ ộ ng cơ b ằ ng mômen đi ệ n t ừ , ta ký hi ệ u là M, nghĩa là Mđt = Mcơ = M. U R +R ω = − f M ( 1 – 7 ) KΦ (KΦ)2 Đây là phươ ng trình đ ặ c tính c ơủộơệộề c a đ ng c đi n m t chi u kích t ừộ đ c lậ p. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 9
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử ω ω ω ω o o M I I I đm M đm nm nm M Hình 1- 7. Đặ c tính c ơ đi ệ n và đ ặ c tính c ơ c ơ c ủ a độ ng c ơ đi ệ n m ộ t chi ề u kích t ừ đ ộ c l ậ p. Giả thi ế t ph ả n ứ ng đ ượ c bù đ ủ , t ừ thông Φ = const, thì các phươ ng trình đặ c tính c ơ đi ệ n (1 - 4 ) và ph ươ ng trình đ ặ c tính c ơ (1 - 7) là tuy ế n tính. Đ ồ th ị củ a chúng đ ượ c bi ể u di ễ n trên (hình 1 - 7). Theo các đồ th ị trên, khi Iư = 0 hoặ c M = 0 ta có : ω= U =ω KΦ o ω o đượọ c g i là t ốộ c đ không t ả i lý t ưởủộơ ng c a đ ng c . Còn khi ω = 0 ta có: U I = = I + nm R R f và M = KΦ . Inm = Mnm Inm, Mnm đượ c g ọ i là dòng đi ệ n ng ắ n m ạ ch và mômen ng ắ n m ạ ch, Mặ t khác, ph ươ ng trình đ ặ c tính (1 - 4) và (1 - 7) cũng có th ể đ ượ c vi ế t ở dạ ng: Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 10
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử U R.I ω = − = ω −∆ω, KΦ KΦ o ω= U − R.M =ω −∆ω KΦ (KΦ)2 o U Trong đó R = Rư + Rf , ω o = KΦ R = R ∆ω = .I .M KΦ (KΦ)2 ∆ω đượọ c g i là đ ộụốộứ s t t c đ ng v ớ i giá tr ịủ c a M. 1.2.3 các phươ ng pháp đi ề u ch ỉ nh t ố c đ ộ : Có rấề t nhi u các đ ểềỉốộộơệộềư đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u nh : - Sử d ụ ng h ệ truy ề n đ ộ ng F-D - Sử d ụ ng h ệ truy ề n đ ộ ng T-D - Sử d ụ ng b ộ đi ề u ch ỉ nh t ự đ ộ ng PID 1.3. ĐỘƠỒỘ NG C KHÔNG Đ NG B 1.3.1. Đặ c đi ể m Độơ ng c không đ ồộớ ng b so v i các lo ạộơ i đ ng c khác có c ấạỏọ u t o nh g n và vậ n hành không ph ứ c t ạ p, giá thành r ẻ , chi phí v ậ n hành th ấ p, làm vi ệ c tin cậơữ y, h n n a có th ểấựế đ u tr c ti p vào l ướệ i đi n xoay chi ề u ba pha mà không cầả n ph i qua m ộếịếổ t thi t b bi n đ i nào. Vì v ậ y nên đ ượửụ c s d ng nhi ề u trong sả n xu ấ t và sinh ho ạ t. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 11
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử 1.3.2. Phân loạ i - Độơ ng c không đ ồộộ ng b m t pha: ch ỉộ có m t dây qu ấ n làm vi ệốớ c (đ i v i độ ng c ơ có công su ấ t nh ỏ h ơ n 600w). - Độ ng c ơ không đ ồ ng b ộ hai pha: có hai dây qu ấ n làm vi ệ c, tr ụ c c ủ a hai dây quấ n đ ặ t l ệ ch nhau trong không gian m ộ t góc 900 điệ n (đ ộ ng c ơ có công su ấ t nhỏ h ơ n 600w). - Độ ng c ơ không đ ồ ng b ộ ba pha: có ba dây qu ấ n làm vi ệ c th ườ ng làlo ạ i độ ng c ơ có công su ấ t l ớ n h ơ n 600w, tr ụ c các dây qu ấ n đ ặ t l ệ ch nhau trong không gian mộ t góc 1200 điệ n. 1.3.3. Cấ u t ạ o Nhìn chung độ ng c ơ không đ ồ ng b ộ ba pha g ồ m hai ph ầ n chính: - Stato: là phầốịạ n c đ nh t o ra t ừườ tr ng quay, đ ượấạở c c u t o b i các lá s ắ t có từ tính hàm l ượ ng silic t ừế 1% đ n 2%, đ ượ c ghép l ạ i thành m ộốụ t kh i tr ống, phía trong là stato có các đườ ng rãnh là n ơ i đ ặ t các c ạ nh dây d ẫ n. Ba cuộ n pha đượ c b ố trí đ ề u trên stato và l ệ ch nhau m ộ t góc 1200 điệ n. Ph ầ n m ạ ch t ừ stato thườượốị ng đ c c đ nh trong thân máy là v ỏọằ b c b ng tôn lá ho ặằ c b ng gang đúc có đế v ữ ng ch ắ c. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 12
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử - Rôto: là phầ n quay cũng d ượ c c ấ u t ạ o b ở i các lá s ắ t t ừ tính ghép l ạ i thành khố i tr ụ đ ặ c và xung quanh tr ụ có các đ ườ ng rãnh là n ơ i đ ặ t các thanh rãnh b ằ ng đồặ ng ho c nhôm đúc. Các đ ầ u thanh d ẫượốắạớ n đ c n i ng n m ch v i nhau t ạ o thành mạ ch kín dang l ồ ng sóc. Rôto chế t ạ o d ạ ng này g ọ i là roto l ồ ng sóc và th ườ ng đúc các cánh qu ạ t ph ụ thông gió dính liề n v ớ i roto. Đốớộơ i v i đ ng c không đ ồộ ng b ba pha có công su ấớườườ t l n ng i ta th ng chếạớạ t o v i lo i roto dây qu ấẻạưể n đ đ t u đi m khi kh ởộộơạ i đ ng đ ng c .Lo i roto này đượ c qu ấ n ba cu ộ n dây t ươ ng ứ ng v ớ i ba pha và m ắ c hình Y. Ba đ ầ u dây củ a ba cu ộ n pha này đ ượốớ c n i v i ba vành đ ồ ng và chúng đ ượốắạ c n i ng n m ch lạ i b ở i bi ế n tr ở kh ở i đ ộ ng ba pha. 1.3.4. Nguyên lý làm việ c Khi cho dòng điệ n ba pha t ầ n s ố f vào ba pha dây qu ấ n stato s ẽ t ạ o ra t ừ 60 f trườ ng quay p đuôi c ự c, quay v ớ i v ậ n t ố c n1= . P Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 13
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Từườ tr ng quay c ắ t các thanh d ẫủ n c a dây qu ấ n roto c ảứ m ng các s ứệ c đi n độ ng. Vì dây qu ấ n roto n ốắạ i ng n m ch, nên s ứệộảứẽ c đi n đ ng c m ng s sinh ra dòng trong các thanh dẫ n roto. L ự c tác d ụươỗữừườ ng t ng h gi a t tr ng quay c ủ a máy vớ i thanh d ẫ n mang dòng đi ệ n roto, kéo roto quay cùng chi ề u quay t ừ trườớốộưốộ ng v i t c đ n nh ng t c đ quay c ủ a roto bao gi ờ cũng nh ỏơốộ h n t c đ quay củừườ a t tr ng quay. Vì th ếộơượọ đ ng c đ c g i là đ ộơ ng c không đ ồộ ng b . 1.3.5. Mở máy đ ộ ng c ơ không đ ồ ng b ộ ba pha Độ ng c ơ không đ ồ ng b ộ ba pha có mômen m ở máy. Đ ể m ở máy đ ượ c mômen mở máy c ủộơảớơ a đ ng c ph i l n h n mômen c ảủả n c a t i lúc m ở máy, đồờ ng th i mômen đ ộơảủớểờ ng c ph i đ l n đ th i gian m ởả m ytong pham vi cho phép. Khi mở máy h ệ s ố tr ượ t S = 1, theo s ơ đ ồ thay th ế g ầ n đúng, dòng đi ệ n pha lúc mở máy: - Khở i đ ộ ng dùng cu ộ n kháng m ắ c n ố i ti ế p váo m ạ ch stato Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 14
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Khi khở i đ ộ ng: CD2 c ắ t, đóng CD1 đ ể n ố i dây qu ấ n stato vào l ướ i thông qua Ck, độ ng c ơ quay ổ n đ ị nh, đóng CD2 đ ể ng ắ n m ạ ch đi ệ n kháng, n ố i tr ự c tiế p dây qu ấ n stato vào l ướ i. - Khở i đ ộ ng dùng máy bi ế n áp t ự ng ẫ u Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 15
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Trướ c khi kh ởộắ i đ ng: c t CD2, đóng CD3, MBA t ựẫểởịệ ng u đ v trí đi n áp đặ t vào đ ộ ng c ơ kho ả ng (0,6 – 0,8)Uđm, đóng CD1 đ ể n ố i dây n ố i dây qu ấ n stato vào lướ i đi ệ n thông qua MBA TN, đ ộ ng c ơ quay ổ n đ ị nh, c ắ t CD3, đóng CD2 để ng ắ n m ạ ch MBA TN, n ố i tr ự c ti ế p dây qu ấ n stato vào l ướ i. - Khở i đ ộ ng b ằ ng đ ổ i n ố i Y - ∆ Khi máy làm việ c bình th ườ ng đ ộ ng c ơ n ố i tam giác ∆, khi khở i đ ộ ng n ố i hình sao Y. Sau khi tố c đ ộ quay g ầ n ổ n đ ị nh chuy ể n v ề n ố i tam giác đ ể làm việ c. Khi khở i đ ộ ng đ ộ ng c ơ b ằ ng cách đ ổ i n ố i Y - ∆ dòng điệ n kh ở i đ ộ ng gi ả m 3 lầ n và mômen kh ở i đ ộ ng gi ả m 3 l ầ n. 1.4. ĐIỀỈỐỘỘƠỒỘ U CH NH T C Đ Đ NG C KHÔNG Đ NG B Tốộủộơ c đ c a đ ng c không đ ồộượ ng b đ c xác đ ịằ nh b ng bi ểứ u th c: 60 f vong n = n1(1 – s) = (1 - s) p phut Từểứấớộơệ bi u th c ta th y: v i đ ng c đi n không đ ồộồ ng b roto l ng sóc có th ể điềỉốọằ u ch nh t c đ b ng cách thay đ ổầố i t n s dòng đi ệ n Stato b ằ ng cách đ ổố i n i Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 16
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử dây quấ n Stato đ ể thay đ ổố i s đôi c ựừủừườ c t p c a t tr ng, ho ặ c thay đ ổệ i đi n áp đặ t vào Stato đ ể thay đ ổệốượ i h s tr t s. Hai ph ươ ng pháp này đ ềựệở u th c hi n phía Stato. Đốớộơ i v i đ ng c roto dây qu ấ n ta th ườềỉốộằ ng đi u ch nh t c đ b ng cách thay đổệở i đi n tr rôto đ ể thay đ ổệốượ i h s tr t s vi ệề c đi u ch ỉ nh đ ượự c th c hiệ n ở phía roto. Các phươ ng pháp đi ề u ch ỉ nh t ố c đ ộ đ ộ ng c ơ : + Điề u ch ỉ nh t ố c đ ộ b ằ ng thay đ ổ i t ầ n s ố . + Điề u ch ỉ nh t ố c đ ộ b ằ ng cách thay đ ổ i s ố đôi c ự c. + Điề u ch ỉ nh t ố c đ ộ b ằ ng cách thay đ ổ i đi ệ n áp c ấ p cho Stato. + Điềỉốộằ u ch nh t c đ b ng cách thay đ ổệởạ i đi n tr m ch Roto c ủộơ a đ ng c Roto dây quấ n. 1.4.1. Điề u ch ỉ nh t ố c đ ộ b ằ ng cách thay đ ổ i s ố đôi c ự c Sốựủừườ đôi c c c a t tr ng quay ph ụộ thu c vào c ấạ u t o dây qu ấậ n vì v y thay đổốựằ i s đôi c c p b ng cách thay đ ổơồấ i s đ đ u dây c ủ a Stato đ ộơ ng c . Độơ ng c không đ ồộấạ ng b có c u t o dây qu ấể n đ thay đ ổốựừ i s đôi c c t đượọộơ c g i là đ ng c không đ ồộềấốộươ ng b nhi u c p t c đ . Ph ng pháp này ch ỉử s dụ ng cho đ ộ ng c ơ lo ạ i Roto l ồ ng sóc. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 17
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Mặ c dù đi ềỉốộảấư u ch nh t c đ nh y c p nh ng có ưể u đi m là gi ữ nguyên đ ộ cứ ng c ủặ a đ c tính c ơộ , đ ng c ơềấốộượửụộ nhi u c p t c đ đ c s d ng r ng rãi trong các máy luyệ n kim, máy tàu thu ỷ 1.4.2. Điề u ch ỉ nh t ố c đ ộ b ằ ng cách thay đ ổ i t ầ n s ố Có hai phươ ng pháp: + Thay đổầốủ i t n s f c a dòng đi ệ n Stato b ằộếổầố ng b bi n đ i t n s . + Tăng tầ n s ố đ ồ ng th ờ i tăng t ố c đ ộ đ ộ ng c ơ . Trong thựếườ c t th ng dùng h ệếổầố bi n đ i t n s là bi ếầ n t n. Vi ệềỉ c đi u ch nh tốộ c đ quay b ằ ng cách thay đ ổầố i t n s thích h ợớềỉ p v i đi u ch nh nhóm đ ộơ ng c lồ ng sóc. Đặ c đi ể m: U + Khi điề u ch ỉ nh t ầ n s ố ph ả i đi ề u ch ỉ nh c ả đi ệ n áp sao cho f không đổ i. + Điềỉốộằầố u ch nh t c đ b ng t n s cho phép đi ềỉốộộ u ch nh t c đ m t cách b ằ ng phẳ ng trong ph ạ m vi r ộ ng nh ư ng giá thành còn khá l ớ n. 1.4.3. Điề u ch ỉ nh t ố c đ ộ b ằ ng cách thay đ ổ i đi ệ n áp c ấ p cho Stato Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 18
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Phươ ng pháp này ch ỉượựệệảệ đ c th c hi n vi c gi m đi n áp. Khi gi ảệ m đi n áp đườặ ng đ c tính M = f(s) s ẽ thay đ ổ i. Vì v ậệốượ y h s tr t thay đ ổốộộ i, t c đ đ ng cơ thay đ ổ i. Hệ s ố tr ượ t s1, s2, s3 ứ ng v ớ i đi ệ n áp U1đm, 0.85U1đm, và 0.7U1đm . Nhượểủươ c đi m c a ph ng pháp đi ềỉốộ u ch nh t c đ quay b ằệ ng đi n áp là: + Giả m kh ả năng quá t ả i c ủ a đ ộ ng c ơ . + Dả i đi ề u ch ỉ nh t ố c đ ộ đ ộ ng c ơ h ẹ p. + Tăng tổ n hao ở dây qu ấ n Roto ∆Pdt = sPdt = sMω 1. Việềỉốộằ c đi u ch nh t c đ b ng thay đ ổệ i đi n áp đ ượ c dùng ch ủếớ y u v i các độ ng c ơ công su ấ t nh ỏ có h ệ s ố tr ượ t t ớ i h ạ n sth lớ n. 1.4.4. Điề u ch ỉ nh t ố c đ ộ b ằ ng cách thay đ ổ i đi ệ n tr ở m ạ ch roto c ủ a độ ng c ơ roto dây qu ấ n Thay đôỉ đi ệ n tr ở dây qu ấ n roto, b ằ ng cách m ắ c bi ế n tr ở 3 pha vào m ạ ch roto. Biếởềỉốộả n tr đi u ch nh t c đ ph i làm vi ệ c lâu dài lên có kích th ướớ c l n so vớếởở i bi n tr m máy. H ọặ đ c tính c ơủộơ c a đ ng c không đ ồộ ng b roto dây qu ấ n khi có biế n tr ở đi ề u ch ỉ nh t ố c đ ộ . Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 19
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử n Mm 6 5 4 2 3 Rm 1 0 Mc M mở M M mở M Ta thấ y r ằ ng khi tăng đi ệ n tr ở t ố c đ ộ quay c ủ a đ ộ ng c ơ gi ả m. Nế u mômen c ả n không đ ổ i, dòng roto không đ ổ i, khi tăng đi ệ n tr ở đ ể gi ả m tố c đ ộ s ẽ tăng t ổ n hao công su ấ t trong bi ế n tr ở , do v ậ y ph ươ ng pháp này không kinh tế . Tuy nhiên ph ươ ng pháp đ ơảềỉơ n gi n, đi u ch nh tr n và kho ảềỉ ng đi u ch nh tươốộ ng đ i r ng, đ ượửụ c s d ng đi ềỉốộ u ch nh t c đ quay c ủộơ a đ ng c công su ấỡ t c trung bình. Nói chung khả năng đi ềỉốộủộơ u ch nh t c đ c a đ ng c không đ ồộịạ ng b b h n chế . Đây là m ộ t nh ượ c đi ể m c ủ a đ ộ ng c ơ không đ ồ ng b ộ . Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 20
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Chươ ng 2 THIẾỊỀỂẢ T B ĐI U KHI N KH TRÌNH PLC S7-300 2.1. Giớ i thi ệ u chung v ề PLC S7-300 Thiế t b ị đi ề u khi ể n Logic kh ả trình PLC là lo ạ i thi ế t b ị cho phép th ự c hiệ n linh ho ạ t các thu ậ t toán đi ề u khi ể n s ố thông qua m ộ t ngôn ng ữ l ậ p trình, thay cho việảểệ c ph i th hi n thu ậ t toán đó b ằ ng m ạốưậớươ ch s . Nh v y v i ch ng trình điề u khi ể n trong mình, PLC tr ở thành b ộ đi ề u khi ể n nh ỏ g ọ n, d ễ thay đ ổ i thuậ t toán và đ ặ c bi ệ t d ễ trao đ ổ i thông tin v ớ i môi tr ườ ng xung quanh (v ớ i các PLC khác hoặớ c v i máy tính). Toàn b ộươ ch ng trình đ ượư c l u trong b ộớướ nh d i dạ ng các kh ố i ch ươ ng trình (OB, FC, FB ) và đ ượ c th ự c hi ệ n v ớ i chu kì quét. Hình 2.1. Nguyên lý chung về c ấ u trúc c ủ a m ộ t b ộ đi ề u khi ể n logic kh ả trình PLC Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 21
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Đểểựệộươ có th th c hi n m t ch ng trình đi ềểấ u khi n. T t nhiên PLC ph ả i có tính năng như m ộ t máy tính. Nghĩa là ph ả i có m ộ t b ộ vi x ử lí trung tâm (CPU), mộệề t h đi u hành, m ộộớươ t b nh ch ng trình đ ểưươ l u ch ng trình cũng nh ưữ d liệ u và t ấ t nhiên ph ả i có các c ổ ng vào rađ ể giao ti ế p v ớ i các thi ế t b ị bên ngoài. Bên cạ nh đó, nh ằ m ph ụ c v ụ bài toán đi ề u khi ể n s ố , PLC ph ả i có các kh ố i hàm chứ c năng nh ư Timer, Counter, và các hàm ch ứ c năng đ ặ c bi ệ t khác. * Các Tín hiệ u k ế t n ố i v ớ i PLC: - Tín hiệ u s ố : Là các tín hi ệ u thu ộ c d ạ ng hàm Boolean, d ạ ng tín hi ệ u ch ỉ có 2 tr ị 0 hoặ c 1 Đố i v ớ i PLC Siemens : + Mứ c 0 : t ươ ng ứ ng v ớ i 0V ho ặ c h ở m ạ ch + Mứ c 1 : T ươ ng ứ ng v ớ i 24V Vd: Các tín hiệ u t ừ nút nh ấ n, t ừ các công t ắ c hành trình đ ề u là nh ữ ng tín hiệ u s ố - Tín hiệ u t ươ ng t ự : Là tín hi ệ u liên t ụ c, t ừ 0-10V hay t ừ 4-20mA . Vd: Tín hiệ u đ ọ c t ừ Loadcell, t ừ c ả m bi ế n l ư u l ượ ng - Tín hiệ u khác: Bao g ồ m các tín hi ệ u giao ti ế p v ớ i máy tính, v ớ i các thi ế t b ị ngoạ i vi khác b ằ ng các giao th ứ c khác nhau nh ư giao th ứ c RS232, RS485, Modbus . 2.1.1. Các module củ a PLC S7-300 Thông thườ ng đ ể tăng tính m ề m d ẻ o trong ứ ng d ụ ng th ự c t ế mà ở đó phầớ n l n các đ ốượềểốệầ i t ng đi u khi n có s tín hi u đ u vào đ ầ u ra cũng nh ư chủ ng lo ạ i tín hi ệ u vào ra khác nhau mà các b ộ đi ề u khi ể n PLC đ ượ c thi ế t k ế không bị c ứ ng hoá v ề c ấ u hình. Chúng đ ượ c chia nh ỏ thành các Modul. S ố các Modul đượ c s ử d ụ ng nhi ề u hay ít tuỳ theo t ừ ng bài toán, song t ố i thi ể u bao gi ờ cũng có Modul chính là Modul CPU. Các Modul còn lạ i là nh ữ ng Modul nh ậ n truyề n tín hi ệ u v ớ i đ ố i t ượ ng đi ề u khi ể n, các Modul ch ứ c năng chuyên d ụ ng Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 22
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử như PID, đi ềểộơ u khi n đ ng c Chúng đ ượọ c g i chung là Modul m ởộấ r ng. T t cả các Modul đ ượ c g ắ n trên nh ữ ng thanh ray (Rack). Hình 2.2. Cấ u trúc PLC S7-300 a/ Modul CPU: Modul CPU là loạ i Modul ch ứ a vi x ử lí, h ệ đi ề u hành, b ộ nh ớ , các bộ th ờ i gian, b ộ đ ế m, c ổ ng truy ề n thông (RS485) Và có th ể còn có m ộ t vài cổ ng vào ra s ố . Các c ổ ng vào ra s ố trên CPU đ ượ c g ọ i là c ổ ng vào ra Onboard. Trong họ PLC S7_300 có nhi ề u lo ạ i CPU khác nhau : CPU 312, CPU 314, CPU 315 Nhữ ng Modul cùng s ử d ụ ng m ộ t lo ạ i b ộ vi x ử lí. Nh ư ng khác nhau về c ổ ng vào ra onboard cũng nh ư các kh ố i hàm đ ặ c bi ệ t tích h ợ p s ẵ n trong th ư việủệề n c a h đi u hành ph ụụệửụ c v vi c s d ng các c ổ ng vào ra onboard này s ẽ đượ c phân bi ệớ t v i nhau tong tên g ọằ i b ng tên c ụữ m ch cái IFM (vi ếắủ t t t c a Intergrated Function Module). Ví dụ Module CPU 312IFM, Modul314 IFM Ngoài ra còn có các loạ i module hai c ổ ng truy ề n thông, trong đó c ổ ng truy ề n thông thứ 2 có ch ứ c năng chính là ph ụ c v ụ vi ệ c n ố i m ạ ng phân tán. Các lo ạ i module CPU đượ c phân bi ệ t v ớ i nh ữ ng lo ạ i CPU khác b ằ ng thêm c ụ m t ừ DP (Distrubited port) trong tên gọ i. Ví d ụ module CPU 315-DP. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 23
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Hình 2.3. Cổ ng giao ti ế p trong các PLC b/ Mudule mở r ộ ng - PS (Power Supply) : Module nguồ n nuôi, có 3 loạ i 2A, 5A và 10A. - SM (Signal Module) : Module mở r ộ ng c ổ ng tín hi ệ u vào/ra, gồ m có: • DI (Digital Input) : Module mở r ộ ng các c ổ ng vào s ố v ớ i s ố l ượ ng cổ ng có th ể là 8, 16 hoặ c 32 tùy theo t ừ ng lo ạ i module. G ồ m 24VDC và 120/230VAC. • DO (Digital Output) : Module mở r ộ ng các c ổ ng ra s ố v ớ i s ố l ượ ng cổ ng có th ể là 8, 16 hoặ c 32 tùy theo t ừ ng lo ạ i module. G ồ m 24VDC và ng ắ t điệ n t ừ . • DI/DO (Digital Input/Digital Out) : Module mở r ộ ng các c ổ ng vào/ra số v ớ i s ố l ượ ng c ổ ng có th ể là 8 vào/8 ra hoặ c 16 vào/16 ra tùy theo từ ng lo ạ i module. • AI (Analog Input) : Module mở r ộ ng các c ổ ng vào t ươ ng t ự . V ề b ả n chấ t chúng là nh ữ ng b ộ chuy ể n đ ổ i t ươ ng t ự s ố 12 bits (AD), tứ c là m ỗ i tín hiệươựượ u t ng t đ c chuy ểổ n đ i thành m ộ t tín hi ệố u s (nguyên) có độ dài 12 bits. Số các c ổ ng vào t ươ ng t ự có th ể là 2, 4 hoặ c 8 tùy theo lo ạ i module. Tín hi ệ u vào có thể là áp, dòng, điệ n tr ở . Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 24
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử • AO (Analog Output) : Module mở r ộ ng các c ổ ng ra t ươ ng t ự . Chúng là nhữ ng b ộ chuy ể n đ ổ i s ố t ươ ng t ự 12 bits (DA). Số các c ổ ng ra t ươ ng t ự có thể là 2, 4 hoặ c 8 tùy theo lo ạ i module. Tín hi ệ u ra có th ể là áp ho ặ c dòng. • AI/AO (Analog Input/Analog Output) : Module mở r ộ ng các c ổ ng vào/ra tươ ng t ự . S ố các c ổ ng t ươ ng t ự có th ể là 4 vào/2 ra hoặ c 4 vào/4 ra tùy theo từ ng lo ạ i module. - IM (Interface Module) : Module ghép nố i. Đây là lo ạ i module chuyên d ụ ng có nhiệ m v ụ n ố i t ừ ng nhóm các module m ở r ộ ng l ạ i v ớ i nhau thành m ộ t kh ố i và đượ c qu ả n lý chung b ở i m ộ t module CPU. Thông th ườ ng các module m ở r ộ ng đượ c gá li ề n v ớ i nhau trên m ộ t thanh rack. Trên m ỗ i thanh rack ch ỉ có th ể gá t ố i đa 8 module mở r ộ ng (không kể module CPU, nguồ n nuôi). Mộ t module CPU S7-300 có thể làm vi ệ c tr ự c ti ế p v ớ i nhi ề u nh ấ t 4 racks và các racks này ph ả i đượ c n ố i v ớ i nhau b ằ ng module IM. - FM (Function Module) : Module có chứ c năng đi ề u khi ể n riêng, ví dụ nh ư module điề u khi ể n đ ộ ng c ơ servo, module điề u khi ể n đ ộ ng c ơ b ướ c, module PID, module điề u khi ể n vòng kín, Module đế m, đị nh v ị, điề u khi ể n h ồ i ti ế p - CP (Communication Module) : Module phụ c v ụ truy ề n thông trong m ạ ng (MPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet) giữ a các PLC v ớ i nhau ho ặ c gi ữ a PLC vớ i máy tính. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 25
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Hình 2.4. Cấ u trúc ghép qua module IM Các module đượ c ghép v ớ i nhau trên m ộ t thanh rack đ ượ c truy ề n thông qua mộ t bus n ố i gi ữ a các module theo th ứ t ự trên thanh rack l ạ i v ớ i nhau nh ư hình 4.5.Bus này đượ c b ắ t đ ầ u t ừ module CPU. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 26
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Hình 2.5. Ghép nói các module • Trạ ng thái hi ể n th ị LED: - SF = Lỗ i nhóm, ch ươ ng trình sai hay l ỗ i t ừ kh ố i chu ẩ n đoán - BATF = Lỗ i Pin, Pin h ế t hay không có pin - DC5V = Báo có 5 VDC - FRCE = Sáng lên khi biế n c ưỡ ng b ứ c tác đ ộ ng - RUN = Nhấ p nháy khi CPU kh ở i đ ộ ng, ổ n đ ị nh ở ch ế đ ộ RUN Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 27
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử - STOP = ổ n đ ị nh ở ch ế đ ộ STOP + Chớ p ch ậ m khi có yêu c ầ u RESET b ộ nh ớ + Chớ p nhanh khi đang RESET b ộ nh ớ • Chìa khóa công tắ c: Để đ ặ t b ằ ng tay các tr ạ ng thái ho ạ t đ ộ ng c ủ a CPU - MRES = Reset bộ nh ớ (Reset kh ố i). Đ ể reset CPU tr ướ c h ế t ta chuy ể n về ch ế đ ộ stop, sau đó g ạ t qua MRES và gi ữ trong 3s. Tiêp đó nh ả v ể STOP và gạ t v ề MRES l ầ n 2 trong kho ả ng th ờ i gian <3s và gi ữ ở v ị trí này thì CPU s ẽ reset bộ nh ớ c ủ a mình. - STOP = Trạ ng thái d ừ ng STOP, ch ươ ng trình không th ự c hi ệ n - RUN-P = Trạ ng thái ch ạ y RUN, CPU th ự c hi ệ n ch ươ ng trình - RUN = Chươ ng trình đ ượ c th ự c hi ệ n, ho ặ c có th ể , tuy nhiên, ch ỉ đ ọ c thôi không sử a đ ượ c ch ươ ng trình. 2.1.2. Kiể u d ữ li ệ u và phan chia b ộ nh ớ - Bool: là kiể u bit ch ỉ có giá tr ị 0 ho ặ c 1 (đúng ho ặ c sai) - Byte: 8 bit, thườ ng đ ể bi ể u di ễ n m ộ t s ố trong kho ả ng 0 – 255 o L B#16#14 //nạ p vào s ố 14 theo h ệ s ố Hex - Word: gồ m 2 byte, bi ể u di ễ n m ộ t s ố trong kho ả ng 0 – 65535 o L 930 o L W#16#3A2 - INT: cũng có dung lượ ng là 2 byte, bi ể u di ễ n s ố nguyên t ừ -32768 đ ế n 32767 o L 930 o L W#16#3A2 - DINT: gồ m 4 byte, dùng bi ể u di ễ n m ộ t s ố nguyên t ừ -2147483648 đ ế n 2147483647. o L L#930 o L W#16#3A2 Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 28
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử - REAL: gồ m 4 byte, bi ể u di ễ n m ộ t s ố th ự c d ấ u ph ẩ y đ ộ ng. o L 1.23456e+13 o L 903.1 - S5T: khoả ng th ờ i gian, đ ượ c tính theo gi ờ /phút/giây/mili giây. o L S5T#2h_0m_1s_10ms - TOD: Biể u di ễ n giá tr ị th ờ i gian theo gi ơ /phút/giây o TOD 5:45:00 - DATE: biể u di ễ n giá tr ị th ờ i gian tính theo năm/tháng/ngày o L DATE#2008-11-10 - CHAR: biể u di ễ n m ộ t ho ặ c nhi ề u nh ấ t 4 ký t ự o L ’ABCD’ o L ’A’ 2.1.3. Cấ u trúc b ộ nh ớ CPU a/Vùng chứ a ch ươ ng trình ứ ng d ụ ng : Vùng chứ a ch ươ ng trình đ ượ c chia thành 3 miề n i/ OB (Organisation block) : miề n ch ứ a ch ươ ng trình t ổ ch ứ c. ii/ FC (Function) : Miề n ch ứ a ch ươ ng trình con, đượ c t ổ ch ứ c thành hàm và có biế n hình th ứ c đ ể trao đ ổ i d ữ li ệ u v ớ i ch ươ ng trình đã g ọ i nó. iii/ FB (Function block) : Miề n ch ứ a ch ươ ng trình con, đượ c t ổ ch ứ c thành hàm và có khả năng trao đ ổ i d ữ li ệ u v ớ i b ấ t c ứ 1 kh ố i ch ươ ng trình nào khác. Các dữ li ệ u này ph ả i đ ượ c xây d ự ng thành m ộ t kh ố i d ữ li ệ u riêng (Data Block khố i DB). b/ Vùng chứ a tham s ố c ủ a h ệ đi ề u hành: Chia thành 7 miề n khác nhau I (Process image input ) : Miề n d ữ li ệ u các c ổ ng vào s ố, trướ c khi b ắ t đ ầ u thựệươ c hi n ch ng trình, PLC s ẽọ đ c giá tr ị logic c ủấảổầ a t t c các c ng đ u vào và cấ t gi ữ chúng trong vùng nh ớ I. Thông th ườ ng ch ươ ng trình ứ ng d ụ ng không đ ọ c Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 29
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử trựếạ c ti p tr ng thái logic c ủổ a c ng vào s ố mà ch ỉấữệủổ l y d li u c a c ng vào t ừộ b đệ m I. Q (Process Image Output) : Miề n b ộ đ ệ m các d ữ li ệ u c ổ ng ra s ố . K ế t thúc giai đoạ n th ự c hi ệ n ch ươ ng trình, PLC sẽ chuy ể n giá tr ị logic c ủ a b ộ đ ệ m Q t ớ i các cổố ng ra s . Thông th ườươ ng ch ng trình không tr ựế c ti p gán giá tr ịớậ t i t n cổ ng ra mà ch ỉ chuy ể n chúng t ớ i b ộ đ ệ m Q. M (Miề n các bi ế n c ờ) : CHươ ng trình ứ ng d ụ ng s ử d ụ ng nh ữ ng bi ế n này để l ư u gi ữ các tham s ố c ầ n thi ế t và có th ể truy nh ậ p nó theo Bit (M), byte (MB), từ (MW) hay từ kép (MD). T (Timer) : Miề n nh ớ ph ụ c v ụ b ộ th ờ i gian (Timer) bao gồ m vi ệ c l ư u tr ữ giá trị th ờ i gian đ ặ t tr ướ c (PV-Preset Value ), giá trị đ ế m th ờ i gian t ứ c th ờ i (CV –Current Value) cũng như giá tr ị Logic đ ầ u ra c ủ a b ộ th ờ i gian. C (Counter) : Miềớụụộế n nh ph c v b đ m bao g ồệưữ m vi c l u tr giá tr ịặ đ t trướ c (PV- Preset Value), giá trị đ ế m t ứ c th ờ i (CV _ Current Value) và giá trị logic đầ u ra c ủ a b ộ đ ệ m. PI : Miề n đ ị a ch ỉ c ổ ng vào c ủ a các Modul t ươ ng t ự (I/ O External input). Các giá trịươ t ng t ựạổ t i c ng vào c ủ a modul t ươ ng t ựẽượ s đ c module đọ c và chuy ểựộ n t đ ng theo nh ữịỉươ ng đ a ch . Ch ng trình ứụ ng d ng có thể truy c ậ p mi ề n nh ớ PI theo t ừ ng Byte (PIB), từ ng t ừ PIW ho ặ c t ừ ng t ừ kép PID. PQ: Miề n đ ị a ch ỉ c ổ ng ra cho các module t ươ ng t ự (I/O External Output). Các giá trị theo nh ữịỉ ng đ a ch này s ẽượ đ c module t ươự ng t chuy ểớ n t i các c ổ ng ra tượựươ ng t . Ch ng trình ứụ ng d ng có th ể truy nh ậềớ p mi n nh PQ theo t ừ ng Byte (PQB), từ ng t ừ (PQW) hoặ c theo t ừ ng t ừ kép (PQD). c/ Vùng chứ a các kh ố i d ữ li ệ u: đ ượ c chia làm 2 lo ạ i: DB(Data Block) : Miềứữệượổứ n ch a d li u đ c t ch c thành kh ố i. Kích th ướ c cũng nhưốượ s l ng kh ố i do ng ườửụ i s d ng quy đ ị nh, phù h ợớừ p v i t ng bài toán điề u khi ể n. Ch ươ ng trình có th ể truy nh ậ p mi ề n này theo t ừ ng bit (DBX), byte (DBB), từ (DBW) ho ặ c t ừ kép (DBD). Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 30
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử L (Local data block) : Miềữệị n d li u đ a ph ươ ng, đ ượ c các kh ốươ i ch ng trình OB, FC, FB tổ ch ứ c và s ử d ụ ng cho các bi ế n nháp t ứ c th ờ i và trao đ ổ i d ữ liệủế u c a bi n hình th ứớữốươ c v i nh ng kh i ch ng trình g ọ i nó. N ộ i dung c ủộ a m t khốữệ i d li u trong mi ềớ n nh này s ẽị b xoá khi k ế t thúc ch ươ ng trình t ươứ ng ng trong OB, FC, FB. Miề n này có th ể đ ượ c truy nh ậ p t ừ ch ươ ng trình theo bit (L), byte(LB) từ (LW) ho ặ c t ừ kép (LD). 2.1.4. Vòng quét chươ ng trình PLC thự c hi ệ n ch ươ ng trình theo chu kì l ặ p. M ỗ i vòng l ặ p đ ượ c g ọ i là vòng quét (Scan). Mỗ i vòng quét đ ượắầằ c b t đ u b ng giai đo ạ n chuy ểữệừ n d li u t các cổ ng vào s ốớ t i vùng b ộệảế đ m o I, ti p theo là giai đo ạựệươ n th c hi n ch ng trình. Trong từ ng vòng quét ch ươ ng trình th ự c hi ệ n t ừ l ệ nh đ ầ u tiên đ ế n l ệ nh kế t thúc c ủ a kh ố i OB ( Block End). Sau giai đo ạ n th ự c hi ệ n ch ươ ng trình là giai đoạ n chuy ể n các n ộ i dung c ủộệảớổ a b đ m o Qt i các c ng ra s ố . Vòng quét đ ượ c kế t thúc b ằ ng giai đo ạ n truy ề n thông n ộ i b ộ và ki ể m tra l ỗ i. Chú ý rằ ng b ộ đ ệ m I và Q không liên quan t ớ i các c ổ ng vào ra t ươ ng t ự nên các lệ ng truy nh ậổươựượựệựếớổ p c ng t ng t đ c th c hi n tr c ti p v i c ng v ậ t lí chứ không thông qua b ộ đ ệ m. Th ờ i gian c ầ n thi ế t đ ể PLC th ự c hi ệ n 1 vòng quét gọ i là th ờ i gian vòng quét (Scan Time). Th ờ i gian vòng quét không c ố đ ị nh, t ứ c là không phả i vòng quét nào cũng đ ượ c th ự c hi ệ n trong m ộ t kho ả ng th ờ i gian nh ư nhau. Có vòng quét đượ c th ự c hi ệ n lâu, có vòng quét đ ượ c th ự c hi ệ n nhanh tuỳ thuộ c vào s ốệ l nh trong ch ươ ng trình đ ượựệ c th c hi n và kh ốữệ i d li u truy ề n thông trong vòng quét đó. Nhưậữệọữệừốượểử v y gi a vi c đ c d li u t đ i t ng đ x lí, tính toán và vi ệ c gở i tín hi ệềểếốượ u đi u khi n đ n đ i t ng có m ộảờ t kho ng th i gian tr ễ đúng b ằ ng thờ i gian vòng quét. Nói cách khác, th ờ i gian vòng quét quy ế t đ ị nh tính th ờ i gian thự c c ủ a ch ươ ng trình đi ề u khi ể n trong PLC. Th ờ i gian vòng quét càng ng ắ n, tính thờ i gian th ự c c ủ a ch ươ ng trình càng cao. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 31
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Nếửụ u s d ng các kh ốươ i ch ng trình đ ặệ c bi t có ch ếộắ đ ng t, ví d ụư nh khố i OB40, OB80 ch ươ ng trình c ủ a các kh ố i đó s ẽ đ ượ c th ự c hi ệ n trong vòng quét khi xuấ t hi ệ n tín hi ệ u báo ng ắ t cùng ch ủ ng lo ạ i. Các kh ố i ch ươ ng trình này có thểượựệạọể đ c th c hi n t i m i đi m trong vòng quét ch ứ không b ị gò ép là ph ả i ở trong giai đo ạựệươ n th c hi n ch ng trình. Ch ẳạế ng h n n u 1 tín hi ệ u báo ng ắ t xuấ t hi ệ n khi PLC đang ở giai đo ạ n truy ề n thông và ki ể m tra n ộ i b ộ , PLC s ẽ ngừ ng công vi ệề c truy n thông, ki ể m tra đ ểựệốươ th c hi n kh i ch ng trình t ươ ng ứớệng v i tín hi u báo ng ắ t đó. V ớ i hình th ứử c x lí tín hi ệắưậờ u ng t nh v y, th i gian vòng quét sẽ càng l ớ n khi càng có nhi ề u tín hi ệ u ng ắ t xu ấ t hi ệ n trong vòng quét. Do đó để nâng cao tính th ờ i gian th ự c cho ch ươ ng trình đi ề u khi ể n, tuy ệ t đố i không nên vi ếươ t ch ng trình x ửắ lí ng t quá dài ho ặạụệử c quá l m d ng vi c s dụ ng ch ế đ ộ ng ắ t trong ch ươ ng trình đi ề u khi ể n. Tạ i th ờ i đi ể m th ự c hi ệ n l ệ nh vào ra, thông th ườ ng l ệ nh không làm vi ệ c trựếớổ c ti p v i c ng vào ra mà ch ỉ thông qua b ộệảủổ đ m o c a c ng trong vùng nh ớ tham số . Vi ệ c truy ề n thông gi ữ a b ộ đ ệ m ả o v ớ i ngo ạ i vi trong các giai đo ạ n 1 và 3 do hệ đi ề u hành CPU qu ả n lí. ở 1 s ố modul CPU, khi g ặ p l ệ nh vào ra ngay lậứệốẽừọ p t c, h th ng s cho d ng m i công vi ệ c khác, ngay c ảươ ch ng trình x ử lí ngắ t, đ ể th ự c hi ệ n l ệ nh tr ự c ti ế p v ớ i c ổ ng vào ra. Hình 2.6. Vòng quét củ a PLC S7-300 2.1.5. Cấ u trúc ch ươ ng trình Chươ ng trình trong S7_300 đ ượ c l ư u trong b ộ nh ớ c ủ a PLC ở vùng giành riêng cho chươ ng Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 32
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử trình và có thể đ ượ c l ậ p v ớ i 2 d ạ ng c ấ u trúc khác nhau: a/ Lậ p trình tuy ế n tính: toàn bộ ch ươ ng trình n ằ m trong m ộ t kh ố i trong bộ nh ớ . Lo ạ i hình c ấ u trúc tuy ế n tính này phù h ợ p v ớ i nh ữ ng bài toán t ự đ ộ ng nhỏ , không ph ứ c t ạ p. Kh ố i đ ượ c ch ọ n ph ả i là kh ố i OB1, là kh ố i mà PLC luôn quét và thự c hi ệ n các l ệ nh trong đó th ườ ng xuyên, t ừ l ệ nh đ ầ u tiên đ ế n l ệ nh cuố i cùng và quay l ạ i l ệ nh đ ầ u tiên. Hình 2.7. Lậ p trình tuy ế n tính b/ Lậ p trình có c ấ u trúc: Chươ ng trình đ ượ c chia thành nh ữ ng ph ầ n nh ỏ và mỗ i ph ầ n th ự c thi nh ữ ng nhi ệ m v ụ chuyên bi ệ t riêng c ủ a nó, t ừ ng ph ầ n này nằ m trong nh ữ ng kh ố i ch ươ ng trình khác nhau. Lo ạ i hình c ấ u trúc này phù h ợ p vớ i nh ữ ng bài toán đi ề u khi ể n nhi ề u nhi ệ m v ụ và ph ứ c t ạ p. PLC S7_300 có 4 loạ i kh ố i c ơ b ả n sau: - Loạ i kh ố i OB ( Organization Block) : Kh ố i t ổ ch ứ c và qu ả n lí ch ươ ng trình điề u khi ể n. Có nhi ề u lo ạ i kh ố i OB v ớ i nh ữ ng ch ứ c năng khác nhau, chúng đượ c phân bi ệ t v ớ i nhau b ằ ng m ộ t s ố nguyên đi sau nhóm kí t ự OB. Ví d ụ : OB1, OB35, OB40, OB80 - Loạ i kh ố i FC (Program block) : Kh ố i ch ươ ng trình v ớ i nh ữ ng ch ứ c năng riêng giố ng nh ư 1 ch ươ ng trình con ho ặ c m ộ t hàm ( ch ươ ng trình con có biế n hình th ứ c). M ộ t ch ươ ng trình ứ ng d ụ ng có th ể có nhi ề u kh ố i FC và các khố i FC này đ ượ c phân bi ệ t v ớ i nhau b ằ ng m ộ t s ố nguyên sau nhóm kí t ự FC. Ví dụ : FC1, FC2 Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 33
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử - Loạ i kh ố i FB ( Function Block) :Là lo ạ i kh ố i FC đ ặ c bi ệ t có kh ả năng trao đổượữệớớ i 1 l ng d li u l n v i các kh ốươ i ch ng trình khác. Các d ữệ li u này phhả i đ ượ c t ổ ch ứ c thành kh ố i d ữ li ệ u riêng có tên g ọ i là Data block. M ộ t chươ ng trình ứ ng d ụ ng có th ể có nhi ề u kh ố i FB và các kh ố i Fb này đ ượ c phân biệ t v ớ i nhau b ằ ng m ộ t s ố nguyên sau nhóm kí t ự FB. Chẳ ng h ạ n nh ư FB1, FB2 - Loạ i kh ố i DB ( Data Block) : Kh ố i ch ứ a các d ữ li ệ u c ầ n thi ế t đ ể th ự c hiệươ n ch ng trình. Các tham s ốủố c a kh i do ng ườ i dùng t ựặộươ đ t. M t ch ng trình ứ ng d ụ ng có th ể có nhi ề u kh ố i DB và các kh ố i DB này đ ượ c phân bi ệ t v ớ i nhau bằ ng m ộ t s ố nguyên sau nhóm kí t ự DB. Ví d ụ : DB1, DB2 . Chươ ng trình trong các kh ố i đ ượ c liên k ế t v ớ i nhau b ằ ng các l ệ ng g ọ i khố i, chuy ể n kh ố i. Xem nh ữ ng ph ầ n ch ươ ng trình trong các kh ố i nh ư là các chươ ng trình con thì S7_300 cho phép g ọ i ch ươ ng trình con l ồ ng nhau, t ứ c là chươ ng trình con này g ọ i m ộ t ch ươ ng trình con khác và t ừ m ộ t ch ươ ng trình con đượọạọớộươ c g i l i g i t i m t ch ng trình con th ứ 3 S ố các l ệọồ nh g i l ng nhau phụ thu ộ c vào t ừ ng ch ủ ng lo ạ i module CPU mà ta đang s ử d ụ ng. Ví d ụ đ ố i v ớ i module CPU 314 thì số l ệ nh g ọ i l ồ ng nhau nhi ề u nh ấ t có th ể cho phép là 8.N ế u sốầọốồ l n g i kh i l ng nhau mà v ượ t quá con s ốớạ gi i h n cho phép, PLC s ẽự t chuyể n qua ch ế đ ộ Stop và đ ặ t c ờ báo l ỗ i. Hình 2.8. Lậ p trình có c ấ u trúc 2.1.6. Nhữ ng kh ố i OB đ ặ c bi ệ t Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 34
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Trong khi khố i OB đ ượ c th ự c hi ệ n đ ề u đ ặ n ở t ừ ng vòng quét trong giai đoạ n th ự c hi ệ n ch ươ ng trình thì các kh ố i OB khác chỉ đ ượ c th ự c hi ệ n khi xu ấ t hiệ n tín hi ệ u báo ng ắ t t ươ ng ứ ng, nói cách khác ch ươ ng trình vi ế t cho các kh ố i OB này chính là chươ ng trình x ử lí tín hi ệ u ng ắ t (event). Chúng bao g ồ m: - OB10 ( Time of Day Interrupt) : Chươ ng trình trong kh ố i s ẽ đ ượ c th ự c hiệ n khi giá tr ịủồồờ c a đ ng h th i gian th ựằ c n m trong m ộảờ t kho ng th i gian đã đượ c quy đ ị nh. OB10 có th ểọộầềầ g i m t l n, nhi u l n cách đ ề u nhau t ừ ng phút, từơừ ng gi , t ng ngày Vi ệ c quy đ ịảờ nh kho ng th i gian hay s ốầọ l n g i OB10 đ ượ c thự c hi ệ n nh ờ ch ươ ng trình h ệ th ố ng. - SFC28 hoặ c trong b ả ng tham s ố c ủ a module CPU nh ờ ph ầ n m ề m Step 7.OB20 (Time Day Interrupt) : Chươ ng trình trong kh ố i s ẽ đ ượ c th ự c hi ệ n sau mộ t kho ả ng th ờ i gian tr ễặướểừ đ t tr c k t khi g ọươ i ch ng trình h ệố th ng SFC32 để đ ặ t th ờ i gian tr ễ . - OB35 (Cyclic Interrupt) : Chươ ng trình trong OB35 s ẽ đ ượ c th ự c hi ệ n cách đề u nhau 1 kho ả ng th ờ i gian c ố đ ị nh. M ặ c đ ị nh kho ả ng th ờ i gian này s ẽ là 100ms, xong ta có thể thay đ ổ i nó trong b ả ng tham s ố c ủ a module CPU, nh ờ phầ n m ề m Step7. OB40 (Hardware Interrupt) : Chươ ng trình trong OB s ẽ đ ượ c th ự c hi ệ n khi xuấ t hi ệ n 1 tín hi ệ u báo ng ắ t t ừ ngo ạ i vi đ ư a vào module CPU thông qua các cổ ng vào ra s ố onboard đ ặ c bi ệ t, ho ặ c thông qua các module SM, CP, FM. OB80 (Cycle Time Fault) : Chươ ng trình trong kh ố i OB80 s ẽ đ ượ c th ự c hiệ n khi th ờ i gian vòng quét (Scan time) v ượ t quá kho ả ng th ờ i gian c ự c đ ạ i đã đượịặ c quy đ nh ho c khi có m ộệắọộố t tín hi u ng t g i m t kh i OB nào đó mà kh ố i OB này chưế a k t thúc ởầọướặịờ l n g i tr c. M c đ nh th i gian Scan time c ựạ c đ i là 150ms, như ng có th ể thay đ ổ i nó thông qua b ả ng tham s ố c ủ a module CPU nh ờ phầ n m ề m Step 7. OB81 (Power Supply fault) : CPU sẽ g ọ i ch ươ ng trình trong kh ố i OB81 khi phát hiệ n th ấ y có l ỗ i v ề ngu ồ n nuôi. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 35
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử OB82(Diagnostic Interrupt) : Chươ ng trình trong OB82 đ ượ c g ọ i khi CPU phát hiệ n s ự c ố t ừ các Modul vào ra. OB85(Not Load fault) : Chươ ng trình trong OB82 đ ượ c g ọ i khi CPU phát hiệấươ n th y ch ng trình ứụ ng d ng có s ửụ d ng ch ếộắư đ ng t nh ng ch ươ ng trình sử lí tín hi ệ u ng ắ t l ạ i không có trong kh ố i OB t ươ ng ứ ng. OB87 (Communication fault) : Khố i OB87 s ẽ đ ượ c g ọ i khi CPU phát hi ệ n thấ y l ỗ i trong truy ề n thông ví d ụ nh ư không có tín hi ệ u tr ả l ờ i t ừ các đ ố i tác. OB100 (Start Up Information) : Khố i OB100 s ẽ đ ượ c th ự c hi ệ n 1 l ầ n khi CPU chuyể n tr ạ ng thái Stop sang Run. OB121 (Synchronous error) : Khố i OB121 s ẽ đ ượ c g ọ i khi CPU phát hi ệ n thấỗ y l i logic trong ch ươ ng trình nh ưổ đ i sai ki ểữệặỗ u d li u ho c l i truy nh ậ p khố i DB, FC, FBkhông có trong b ộ nh ớ CPU. OB122 (Synchronous error) : Khố i OB122 s ẽ đ ượ c g ọ i khi CPU phát hi ệ n thấ y l ỗ i truy c ậ p module trong ch ươ ng trình, ví d ụ ch ươ ng trình có l ệ nh truy nhậ p module vào ra m ở r ộ ng nh ư ng l ạ i không tìm th ấ y module này. 2.1.7. Tổ ch ứ c b ộ nh ớ c ủ a CPU Mộ t cách t ổ ng quan b ộ nh ớ c ủ a CPU đ ượ c chia thành các vùng sau: - Vùng nhơ ch ứ a các thanh ghi - Vùng Sysem memory - Vùng Load memory - Vùng Work memory Kích thướ c các vùng nh ơ này ph ụ thu ộ c vào ch ủ ng lo ạ i PLC Load memory: là vùng nhơ ch ươ ng trình ứ ng d ụ ng (do ng ườ i s ử d ụ ng viế t) bao g ồ m t ấ t c ả các kh ỗ i ch ươ ng trình ứ ng d ụ ng OB, FC, FB, các kh ố i chươ ng trình trong th ưệệốượửụ vi n h th ng đ c s d ng (SFC, SFB) và các kh ốữ i d liệ u DB. Vùng nh ớ này đ ượ c t ạ o ra b ở i m ộ t ph ầ n RAM c ủ a CPU và EEPROM (nế u có EEPROM). Khi th ự c hi ệ n đ ộ ng tác xóa b ọ nh ớ (MRES) toàn b ộ các kh ố i chươ ng trình và kh ố i d ữ li ệ u n ằ m trong RAM s ẽ b ị xoá, cũng nh ư v ậ y, khi Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 36
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử chươ ng trình hay kh ố i d ữ li ệ u đ ượ c đ ổ (down load) vào CPU, chúng s ẽ ghi lên phầ n RAM c ủ a vùng Load memory. Work memory: là vùng nhớ ch ứ a các kh ố i DB đang đ ượ c m ở , kh ố i chươ ng trình (OB, FC, FB, SFC, SFB) đang đ ượ c CPU th ự c hi ệ n và ph ầ n b ộ nh ớ cấ p phát cho nh ữ ng tham s ố hình th ứ c đ ể các kh ố i ch ươ ng trình trao đ ổ i tham tr ị vớ i h ệ đi ề u hành và v ớ i các kh ố i ch ươ ng trình khác (local block). T ạ i m ộ t th ờ i điể m nh ấ t đ ị nh vùng work memory ch ỉ ch ứ a m ộ t kh ố i ch ươ ng trình. Sau khi kh ố i chươ ng trình đó đ ượ c th ự c hi ệ n xong thì h ệ đi ề u hành s ẽ xoá nó kh ỏ i work memory và nạ p vào đó m ộốươ t kh i ch ng trình ti ếếượựệ p đ n l t th c hi n. System memory: là vùng nhớ ch ứ a các b ộ đ ệ m vào ra s ố (Q, I), các bi ế n cờ (M), thanh ghi T_Word, PV, T_bit c ủ a timer, C_Word, PV, C_bit c ủ a counter. Việ c truy c ậửổữệữ p, s a đ i d li u nh ng ô nh ớộ thu c vùng nh ớ này đ ượ c phân chia bở i h ệ đi ề u hành c ủ a CPU ho ặ c do ch ươ ng trình ứ ng d ụ ng. Có thể th ấ y r ư àng trong các vùng nh ớ đ ượ c trình b ầ y ở trên không có vùng nhớ nào đ ượ c dùng làm b ộ đ ệ m cho các c ổ ng vào/ra t ươ ng t ự . Nói các khác các cổ ng vào/ra t ươự ng t không có b ộệ đ m mà m ỗầệ i l n l nh truy c ậ p module t ươ ng tự (đ ọ c/ghi) đ ề u có tác d ụ ng tr ự c ti ế p t ớ i c ổ ng v ậ t lý c ủ a module. 2.1.8. Xác đị nh đ ị a ch ỉ cho module m ở r ộ ng Mộ t tr ạ m PLC đ ượ c hi ể u là m ộ t module CPU ghép n ố i vói các vùng module mở r ộ ng khác (DI, DO, AI, AO, CP, FM) trên nh ữ ng thành rack, trong đó việ c truy c ậ p CPU vào cac module m ở r ộ ng đ ượ c th ự c hi ệ n thông qua đ ị a ch ỉ củ a chúng. M ỗ i module CPU có kh ả năng qu ả n lý đ ượ c 4 thanh rack v ớ i t ố i đa 8 module mở r ộ ng trên m ỗ i thanh. Tuỳ vào vị trí l ắ p đ ặ t c ủ a module m ở r ộ ng trên nh ữ ng thanh rack mà các module có nhữ ng đ ị a ch ỉ khác nhau. Đ ể minh ho ạ cho đi ề u này ta l ấ y ví d ụ v ề mộ t tr ạ m PLC có c ấ u hình c ứ ng nh ư sau: - Slot 1: module nguồ n - Slot 3: module CPU Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 37
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử - Slot 4: module DI vớ i 32 đ ầ u vào s ố . Đ ị a ch ỉ các đ ầ u vào này s ẽ là I0.0 – I3.7 - Slot 5: module DO vớ i 32 đ ầ u ra s ố . Đ ị a ch ỉ các đ ầ u ra này s ẽ là Q4.0 – Q7.7 - Slot 6: module DI/DO vớ i 8 đ ầ u vào và 8 đ ầ u ra s ố : Đ ị a ch ỉ c ủ a các đầ u vào s ẽ là I8.0 – I8.7 và Q8.0 – Q8.7 - Slot 7: module AI vớ i 2 đ ầ u vào t ươ ng t ự : đ ị a ch ỉ c ủ a hai đ ầ u vào này sẽ là PIW304 và PIW306 Hình 2.9. Quy tắ c đ ị nh đ ị a ch ỉ cho module m ở r ộ ng 2.1.9. Trao đổ i d ữ li ệ u gi ữ a các CPU và các module m ở r ộ ng Trong trạ m PLC luôn có s ự trao đ ổ i d ữ li ệ u gi ữ a PLC v ớ i các module m ở rộ ng thông qua Bus n ộ i b ộ . Ngay t ạ i đ ầ u vòng quét, các d ữ li ệ u t ạ i các c ổ ng vào củ a module s ốượ DI đ c CPU chuy ểớộệ n t i b đ m vào s ốốỗ I. Cu i m i vòng quét nộ i dung c ủộệ a b đ m ra s ốượ Q đ c CPU chuy ểớổ n t i c ng ra c ủ a các module só DO. Việ c thay đ ổộ i n i dung hai b ộệ đ m này đ ượựệởươ c th c hi n b i ch ng trình ứụềng d ng. Đi u này cho th ấế y n u trong ch ươ ng trình ứụ ng d ng có nhi ềệ u l nh đọ c giá tr ị c ổ ng vào s ố thì cho dù giá tr ị logic th ự c có c ủ a c ổ ng vào này có th ể b ị thay đổ i nh ư ng trong quá trình t ự hc hi ệ n vòng quét, ch ươ ng trình s ẽ v ẫ n luôn Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 38
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử đọượ c đ c cùng m ộ t giá tr ịừ t I và giá tr ị đó là giá tr ịủổ c a c ng vào t ạởể i th i đi m đầ u vòng quét. Cũng nh ư v ậ y, n ế u ch ươ ng trình ứ ng dung nhi ề u l ầ n thay đ ổ i giá trị cho m ộ t c ổ ng ra s ố thì do nó ch ỉ thay đ ổ i n ộ i dung bít nh ớ Q nên ch ỉ có giá tr ị ởầ l n thay đ ổố i cu i cùng m ớựựượướổ i th c s đ c đ a t i c ng ra v ậ t lý c ủ a module DO. Khác vớệ i vi c ghi đ ọổ c c ng vào/ra s ốệ , vi c truy c ậổ p c ng vào/ra t ươự ng t lạượ i đ c CPU th ựệựếớ c hi n tr c ti p v i module m ởộ r ng AI/AO. Nh ưậỗ v y m i lệọ nh c giá tr ịừịỉộ t đ a ch thu c vùng PI s ẽượộ thu đ c m t giá tr ị đúng b ằ ng giá tr ị hiệự n th c có ởổ c ng đó t ạờểựệệ i th i đi m th c hi n l nh. T ươự ng t khi th ựệ c hi n lệửộ nh g i m t giá tr ịớịỉủ t i đ a ch c a vùng PQ, giá tr ịẽượử đó s đ c g i ngay t ớ i module tươ ng t ự AO. Có sự khác nhau này là do đ ặ c thù v ề t ổ ch ứ c b ộ nh ớ c ủ a S7-300.Ch ỉ có module vào/ra số m ớ i có b ộ đ ệ m còn module vào/ra t ươ ng t ự thì không, chúng chỉượ đ c cung c ấịỉểậ p đ a ch đ truy c p PI và PQ. Tuy nhiên mi ềịỉ n đ a ch PI và PQ lạượ i đ c cung c ấềơ p nhi u h n là các c ổ ng vào/ra t ươựủộạ ng t có c a m t tr m. Th ự c chấ t các c ổ ng vào/ra t ươựểỉ ng t có th ch có là t ừịỉ đ a ch PIB256 đ ế n PIB767 nhưịỉề ng đ a ch mi n PI và PQ l ạừế i t 0 đ n 65535.Đi ềạ u nà t o ra kh ả năng k ếố t n i các cổ ng vào/ra s ố t ớ i nh ữ ng đ ị a ch ỉ dôi ra trong PI/PQ giúp ch ươ ng trình ứ ng dụ ng có th ể truy c ậ p tr ự c ti ế p các module DI/DO t ứ c th ờ i không c ầ n thông qua bộ đ ệ m I/Q. Ví d ụ ta có th ể thay l ệ nh đ ọ c đ ồ ng th ờ i 8 bit c ổ ng voà thông qua b ộ đệ m b ằ ng l ệ nh đ ọ c tr ự c ti ế p b ằ ng t ừ module nh ư sau: L IB0 L PIB0 Hay ghi ra 16 bit củ a c ổ ng ra thông qua b ộ đ ệ m Q b ằ ng vi ệ c ghi tr ự c ti ế p ra cổ ng ra T QW0 T PQW0 Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 39
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Hình 2.10. Nguyên lý trao đổ i gi ữ a CPU vào các module 2.2. Ngôn ngữ l ậ p trình 2.2.1. Toán hạ ng đ ị a ch ỉ Đị a ch ỉ ô nh ớ trong Step7-300 g ồ m hai ph ầ n: ph ầ n ch ữ và ph ầ n s ố . Ví d ụ Phầ n ch ữ chỉ v ị trí và kích th ướ c c ủ a ô nh ớ . Chúng có th ể là: - M: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n các bi ế n c ờ có kích th ướ c 1 bit - MB: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n các bi ế n c ờ có kích th ướ c 1 byte (8bit) - MW: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n các bi ế n c ờ có kích th ướ c 2 byte (16bit) - MD: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n các bi ế n c ờ có kích th ướ c 4 byte (32 bit) - I: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n b ộ đ ệ m c ổ ng vào s ố có kích th ướ c 1 bit - IB: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n b ộ đ ệ m c ổ ng vào s ố có kích th ướ c 1 byte - IW: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n b ộ đ ệ m c ổ ng vào s ố có kích th ướ c 1 t ừ - ID: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n b ộ đ ệ m c ổ ng vào s ố có kích th ướ c 1 t ừ kép - Q: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n b ộ đ ệ m c ổ ng ra s ố có kích th ướ c 1 bit Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 40
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử - QB: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n b ộ đ ệ m c ổ ng ra s ố có kích th ướ c 1 byte - QW: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n b ộ đ ệ m c ổ ng ra s ố có kích th ướ c 1 t ừ - QD: Chỉ ô nh ớ trong mi ề n b ộ đ ệ m c ổ ng ra s ố có kích th ướ c 1 t ừ kép - PIB: Chỉ ô nh ớ có kích th ướ c 1 byte thu ộ c vùng peripheral input. Thườ ng là đ ị a ch ỉ c ổ ng vào c ủ a các module t ươ ng t ự . - PIW: Chỉ ô nh ớ có kích th ướ c 2 byte thu ộ c vùng peripheral input. Thườ ng là đ ị a ch ỉ c ổ ng vào c ủ a các module t ươ ng t ự . - PID: Chỉ ô nh ớ có kích th ướ c 2 t ừ thu ộ c vùng peripheral input. Th ườ ng là đị a ch ỉ c ổ ng vào c ủ a các module t ươ ng t ự . - PQB: Chỉ ô nh ớ có kích th ướ c 1 byte thu ộ c vùng peripheral output. Thườ ng là đ ị a ch ỉ c ổ ng ra c ủ a các module t ươ ng t ự . - PQW: Chỉ ô nh ớ có kích th ướ c 2 byte thu ộ c vùng peripheral output. Thườ ng là đ ị a ch ỉ c ổ ng ra c ủ a các module t ươ ng t ự . - PQD: Chỉ ô nh ớ có kích th ướ c 2 t ừ thu ộ c vùng peripheral output. Thườ ng là đ ị a ch ỉ c ổ ng ra c ủ a các module t ươ ng t ự . Phầ n s ố : Chỉ đ ị a ch ỉ c ủ a byte ho ặ c bit trong mi ề n nh ớ đã xác đ ị nh. N ế u ô nhớượị đã đ c xác đ nh thông qua ph ầữ n ch là có kích th ướ c 1 bit thì ph ầốẽ n s s gồịỉủ m đ a ch c a byte và s ốứựủ th t c a bit trong byte đó đ ượ c tách v ớ i nhau b ằ ng dấ u ch ấ m. Ví d ụ I 1.3 Chỉ bit th ứ 3 trong byte 1 c ủ a mi ề n nh ớ b ộ đ ệ m c ổ ng vào s ố . M 101.5 Chỉ bit th ứ 5 trong byte 101 c ủ a mi ề n các bi ế n c ờ M. Q 4.5 Chỉ bit th ứ 5 trong byte 4 c ủ a mi ề n nh ớ b ộ đ ệ m c ổ ng ra s ố . Trong trườợ ng h p ô nh ớượ đã đ c xác đ ị nh là byte, t ừặừ ho c t kép thì ph ầ n số s ẽ là đ ị a ch ỉ byte đ ầ u tiên trong m ả ng byte c ủ a ô nh ớ đó. Ví d ụ MB15 Chỉ ô nh ớ có kích th ướ c 1 byte (byte 15) trong mi ề n các bi ế n c ờ M MW 18 Chỉ ô nh ớ có kích th ướ c 1 t ừ g ồ m 2 byte 18 và 19 trong mi ề n các biế n c ờ M. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 41
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử MD105 Chỉ ô nh ớ có kích th ướ c 1 t ừ kép g ồ m 4 byte 105, 106, 107 và 108 trong miề n các bi ế n c ờ M. 2.2.2. Thanh Ghi Trạ ng Thái Khi thự c hi ệ n l ệ nh, CPU s ẽ ghi nh ậ n l ạ i tr ạ ng thái c ủ a phép tính trung gian cũng như c ủ a k ế t quả vào m ộ t thanh ghi đ ặ c bi ệ t 16 Bits, đ ượ c g ọ i là thanh ghi tr ạ ng thái (Status Word). Mặ c dù thanh ghi tr ạ ng thái này có đ ộ dài 16 Bits nh ư ng ch ỉ s ử d ụ ng 9 Bits vớ i c ấ u trúc nh ư sau: BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC - FC ( First check) : Khi phả i th ự c hi ệ n m ộ t dãy các l ệ nh logic liên ti ế p nhau gồ m các phép tính giao, h ợ p và ngh ị ch đ ả o, bit FC có giá tr ị b ằ ng 1, hay nói cách khác, FC=0 khi dãy lệ nh Logic ti ế p đi ể m v ừ a đ ượ c k ế t thúc. - RLO (Result of logic operation) : Kế t qu ả t ứ c th ờ i c ủ a phép tính logicvừ a đ ượ c th ự c hi ệ n - STA (Status bit) : Bit trạ ng thái này luôn có giá tr ị logic c ủ a ti ế p đi ể m đượ c ch ỉ đ ị nh trong l ệ nh. - OR :Ghi lạ i giá tr ị c ủ a phép tính logic giao cu ố i cùng đ ượ c th ự c hi ệ n để ph ụ giúp cho vi ệ c th ự c hi ệ n phép toán h ợ p sau đó. Đi ề u này là c ầ n thiế t vì trong m ộ t bi ể u th ứ c hàm 2 tr ị , phép tính giao bao gi ờ cũng ph ả i đượ c th ự c hi ệ n tr ướ c các phép tính h ợ p. - OS (Stored overflow bit) : Ghi lạ i giá tr ị Bit b ị tràn ra ngoài m ả ng ô nh ớ . - OV(Overflow Bit) : Bit báo cáo kế t qu ả phép tính b ị tràn ra ngoài m ả ng ô nhớ . - CC0 và CC1 ( Condition code) : Hai bit báo trạ ng thái c ủ a k ế t qu ả phép tính vớ i s ố nguyên, s ố th ự c phép d ị ch chuy ể n ho ặ c phép tính logic trong ACCU Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 42
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử - BR ( Binary result bit) : Bit trạ ng thái cho phép liên k ế t hai lo ạ i ngôn ngữ l ậ p trình STL và LAD. Ch ẳ ng h ạ n cho phép ng ườ i s ử d ụ ng có th ể viế t m ộ t kh ố i ch ươ ng trình FB ho ặ c FC trên ngôn ng ữ STL nh ư ng g ọ i và sử d ụ ng chúng trong m ộ t ch ươ ng trình khác vi ế t trên LAD. Đ ể tao ra đượ c m ố i liên k ế t đó, ta c ầ n ph ả i k ế t thúc ch ươ ng trình trong FB, FC bằ ng l ệ nh ghi o BR = 1, nế u ch ươ ng trình ch ạ y không có l ỗ i o BR = 0, nế u ch ươ ng trình ch ạ y có l ỗ i Khi sử d ụ ng các kh ố i hàm đ ặ c bi ệ t c ủ a h ệ th ố ng ( SFC ho ặ c SFB), trạ ng thái làm vi ệ c c ủ a ch ươ ng trình cũng đ ượ c thông báo ra ngoài qua bit trạ ng thái BR nh ư sau: o BR=1 nế u SFC hay SFB th ự c hi ệ n không có l ỗ i o BR=0 nế u có l ỗ i khi th ự c hi ệ n SFC hay SFB 2.2.3. Nhóm lệ nh logic ti ế p đi ể m 1) Lệ nh gán Cú pháp: = Toán hạ ng là đ ị a ch ỉ bit I, Q, M, L, D Lệ nh gán giá tr ị RLO t ớ i ô nh ớ có đ ị a ch ỉ đ ượ c ch ỉ trong toán h ạ ng. Lệ nh tác độ ng vào thanh ghi tr ạ ng thái (Status word). VD: thự c hi ệ n Q4.0 = I0.3 L I0.3 //đọ c n ộ i dung I0.3 vào RLO = Q4.0 // Ghi giá trị RLO ra Q4.0 2) lệ nh And Cú pháp: A Toán hạ ng là đ ị a ch ỉ bit I, Q, M, L, D, T, C Nế u FC=0 thì l ệ nh s ẽ gán giá tr ị logic c ủ a toán h ạ ng vào RLO. N ế u FC=1 thì lệ nh s ẽ th ự c hi ệ n phép And gi ữ a RLO và toán h ạ ng. Kế t qu ả ghi trong RLO. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 43
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Ví dụ : Q0.1 = I0.3 ^ I0.4 A I0.3 //đọ c n ộ i dung I0.3 vào RLO A I0.4 //tính RLO ^ I0.4 = Q0.1 //đư a k ế t qu ả ra Q0.1 3) Lệ nh And Not Cú pháp: AN Toán hạ ng là đ ị a ch ỉ bit I, Q, M, L, D, T, C Nế u FC=0 thì l ệ nh s ẽ gán giá tr ị logic ng ị ch đ ả o c ủ a toán h ạ ng vào RLO. Nế u FC=1 thì l ệ nh s ẽ th ự c hi ệ n phép And gi ữ a RLO và giá tr ị ngh ị ch đ ả o c ủ a toán hạ ng. K ế t qu ả ghi trong RLO. Ví dụ : Q0.1 = I0.3 ^ A I0.3 //đọ c n ộ i dung I0.3 vào RLO AN I0.4 //tính RLO ^ = Q0.1 //đư a k ế t qu ả ra Q0.1 4) Thự c hi ệ n phép tính OR Cú pháp: O Toán hạ ng là đ ị a ch ỉ bit I, Q, M, L, D, T, C Nế u FC=0 thì l ệ nh s ẽ gán giá tr ị logic c ủ a toán h ạ ng vào RLO. N ế u FC=1 thì lệ nh s ẽ th ự c hi ệ n phép OR gi ữ a RLO và toán h ạ ng. K ế t qu ả ghi trong RLO. Ví dụ : Q0.1 = I0.3 OR I0.4 A I0.3 //đọ c n ộ i dung I0.3 vào RLO O I0.4 //tính RLO OR I0.4 = Q0.1 //đư a k ế t qu ả ra Q0.1 5) Thự c hi ệ n phép tính OR NOT Cú pháp: ON Toán hạ ng là đ ị a ch ỉ bit I, Q, M, L, D, T, C Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 44
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Nế u FC=0 thì l ệ nh s ẽ gán giá tr ị logic đ ả o c ủ a toán h ạ ng vào RLO. N ế u FC=1 thì lệ nh s ẽ th ự c hi ệ n phép OR gi ữ a RLO và giá tr ị đ ả o c ủ a toán h ạ ng. K ế t quả ghi trong RLO. Ví dụ : Q0.1 = I0.3 OR A I0.3 //đọ c n ộ i dung I0.3 vào RLO ON I0.4 //tính RLO OR = Q0.1 //đư a k ế t qu ả ra Q0.1 6) Thự c hi ệ n phép And v ớ i m ộ t bi ể u th ứ c Cú pháp: A( Lệ nh không có toán h ạ ng Nế u FC=0 thì l ệ nh s ẽ gán giá tr ị bi ể u th ứ c logic sau nó vào RLO. N ế u FC=1 thì lệ nh s ẽ th ự c hi ệ n phép And gi ữ a RLO và bi ể u th ứ c logic sau nó. Kế t quả ghi trong RLO. Ví dụ : Q0.1 = I0.0 ^ (I0.3 + I0.4) A I0.0 A( A I0.3 //đọ c n ộ i dung I0.3 vào RLO 0 I0.4 //tính RLO ^ I0.4 ) = Q0.1 //đư a k ế t qu ả ra Q0.1 7) Lệ nh Or v ớ i m ộ t bi ẻ u th ứ c logic Cú pháp: O( Lệ nh không có toán h ạ ng Nế u FC=0 thì l ệ nh s ẽ gán giá tr ị bi ể u th ứ c logic sau nó vào RLO. N ế u FC=1 thì lệ nh s ẽ th ự c hi ệ n phép OR gi ữ a RLO và bi ể u th ứ c logic sau nó. K ế t quả ghi trong RLO. Ví dụ : Q0.1 = I0.0 + (I0.3^I0.5 + I0.4) A I0.0 Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 45
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử O( A I0.3 //đọ c n ộ i dung I0.3 vào RLO A I0.5 // RLO ^ I0.5 0 I0.4 //tính RLO ^ I0.4 ) = Q0.1 //đư a k ế t qu ả ra Q0.1 8) Lệ nh SET Cú pháp SET Lệ nh không có toán h ạ ng và có tác dung ghi 1 vao RLO 9) Lệ nh CLR Cú pháp CLR Lệ nh không có toán h ạ ng và có tác dung ghi 0 vào PLO 10) Lệ nh gán có đi ề u ki ệ n giá tri logic 1 vào ô nh ớ Cú pháp S Toán hạ ng là đ ị a ch ỉ bit I, Q, M, L, D Nế u RLO = 1 l ệ nh s ẽ ghi giá tr ị 1 vào ô nh ớ có đ ị a ch ỉ nh ư trong toán hạ ng. 11) Lệ nh gán có đi ề u ki ệ n giá tr ị logic 0 vào ô nh ớ Cú pháp R Toán hạ ng là đ ị a ch ỉ bit I, Q, M, L, D Nế u RLO = 1 l ệ nh s ẽ ghi giá tr ị 0 vào ô nh ớ có đ ị a ch ỉ nh ư trong toán hạ ng. 12) Lệ nh phát hi ệ n s ườ n lên Cú pháp FP Toán hạ ng là đ ạỉ i ch bit I, Q, M, L, D và đ ượửụưộếờ c s d ng nh m t bi n c đểạịủ ghi l i giá tr c a RLO t ạị i v trí này trong ch ươ ng trình c ủ a vòng quét tr ướ c. Tạ i m ỗ i vòng quét l ệ nh s ẽ ki ể m tra n ế u bi ế n c ờ (toán h ạ ng) có giá tr ị 0 và RLO có giá trị 1 thì s ẽ ghi 1 vào RLO, các tr ườ ng h ợ p khác ghi 0, đ ồ ng th ờ i chuy ể n Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 46
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử nộ i dung RLO vào l ạ i bi ế n c ờ . Nh ư v ậ y RLO s ẽ có giá tr ị 1 trong 1 vòng quét khi có sườ n lên trong RLO. Ví dụ : phát hi ệ n s ườ n lên ở đ ầ u vào I0.0 A I0.0 FP M10.0 = Q4.5 12) Lệ nh phát hi ệ n s ườ n xu ố ng Cú pháp FN Toán hạ ng là đ ạỉ i ch bit I, Q, M, L, D và đ ượửụưộếờ c s d ng nh m t bi n c đểạịủ ghi l i giá tr c a RLO t ạị i v trí này trong ch ươ ng trình c ủ a vòng quét tr ướ c. Tạ i m ỗ i vòng quét l ệ nh s ẽ ki ể m tra n ế u bi ế n c ờ (toán h ạ ng) có giá tr ị 1 và RLO có giá trị 0 thì s ẽ ghi 1 vào RLO, các tr ườ ng h ợ p khác ghi 0, đ ồ ng th ờ i chuy ể n nộ i dung RLO vào l ạ i bi ế n c ờ . Nh ư v ậ y RLO s ẽ có giá tr ị 1 trong 1 vòng quét khi có sườ n lên trong RLO. Ví dụ : phát hi ệ n s ườ n xu ố ng ở đ ầ u vào I0.0 A I0.0 FN M10.0 = Q4.5 2.2.4. Bộ th ờ i gian (Timer) 1) Nguyên tắ c làm vi ệ c Bộ th ờ i gian (timer) là b ộ t ạ o th ờ i gian tr ễ τ mong mu ố n gi ữ a tín hi ệ u logic đầ u vào u(t) và tín hi ệ u logic đ ầ u ra y(t). S7-300 có 5 lo ạ i timer khá nhau, tấả t c các timer này đ ềắầạờ u b t đ u t o th i gian tr ễ tín hi ệểừờể u k t th i đi m có sườ n lên ở tín hi ệ u đ ầ u vào (u(t) chuy ể n t ừ 0 lên 1) g ọ i là th ờ i đi ể m kích. Thờ i gian tr ễ mong mu ố n đ ượ c khai báo v ớ i timer b ằ ng giá tr ị 16 bit bao gồ m hai thành ph ầ n: - Độ phân gi ả i v ớ i đ ơ n v ị là ms. Timer c ủ a S7-300 có 4 lo ạ i độ phân gi ả i khác nhau là 10ms, 100ms, 1s, 10s. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 47
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử - Mộ t s ố nguyên (BCD) trong kho ả ng 0-999 đ ượ c g ọ i là giá tr ị đặ t tr ướ c PV (Preset Value) Thờ i gian tr ễ đ ượ c tính: τ = đ ộ phân gi ả i x PV Hình 2.11. Cấ u hình giá tr ị th ờ i gian tr ễ đ ặ t tr ướ c khi khai báo timer Ngay tạ i th ờ i đi ể m kích, giá tr ị PV đ ượ c chuy ể n vào thanh ghi 16 bit c ả timer T_word (gọ i là thanh ghi CV – Current Value). Timer s ẽ ghi nh ớ kho ả ng thờ i gian trôi qua b ằ ng cách gi ả m d ầ n m ộ t cách t ươ ng ứ ng n ộ i dung thanh ghi CV. Nế u n ộ i dung thanh ghi CV tr ở v ề b ằ ng 0 thì timer đã đ ặ t đ ượ c giá tr ị th ờ i gian trễ mong mu ố n τ và đ ượ c khai báo ra ngoài b ằ ng cách thay đ ổ i tr ạ ng thái tín hiệ u đ ầ u ra. Vi ệ c thông báo này ph ụ thu ộ c vào lo ạ i timer đ ượ c s ử d ụ ng. Bên cạ nh s ườ n lên c ủ a tín hi ệ u đ ầ u vào u(t), timer còn có th ể đ ượ c kích bằườ ng s n lên c ủ a tín hi ệ u kích ch ủộ đ ng Enable n ếạờể u t i th i đi m có s ườ n lên củ a tín hi ệ u Enable, tín hi ệ u đ ầ u vào u(t) có giá tr ị logic 1. Hình 2.12. Nguyên lý làm việ c c ủ a timer Từ ng lo ạ i timer đ ượ c đánh s ố t ừ 0 đ ế n 255 (tuỳ thu ộ c vào lo ạ i CPU). M ộ t timer đượ c đ ặ t tên là Tx, trong đó x là s ố hi ệ u c ủ a timer (0 < x < 255). Ký hiệ u Tx cũng là đị a ch ỉ hình th ứ c c ủ a CV (T_word) và đ ầ u ra T_bit c ủ a timer đó. M ộ t Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 48
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử timer đang trong chế đ ộ làm vi ệ c có th ể đ ư a l ạ i v ề tr ạ ng thái ban đ ầ u b ằ ng tín hiệ u reset. T ạ i th ờ i đi ể m có tín hi ệ u reset thì T_word và T_bit c ủ a nó đ ồ ng th ờ i đượ c xoá v ề 0. 2) Khai báo sử d ụ ng Việ c khai báo m ộ t timer g ồ m các b ướ c sau: - Khai báo tín hiệ u enable n ế u mu ố n ch ủ đ ộ ng kích • A • FR - Khai báo tín hiệ u đ ầ u vào u(t) • A - Khai báo thờ i gian tr ễ mong m ố ng • L - Khai báo loạ i timer s ử dung (SD, SS, SP, SE, SF) • SD trễ theo s ườ n lên không nh ớ • SS Trễ theo s ườ n lên có nh ớ • SP Tạ o xung không nh ớ • SE Tạ o xung có nh ớ • SF Trễ theo s ườ n xu ố ng có nh ớ - Khai báo tín hiệ u xoá timer n ể u mu ố n ch ủ đ ộ ng reset. • A • R Trong các bướ c trên thì các b ướ c 2, 3, 4 là b ắ t bu ộ c ph ả i có. Ví dụ : khai báo timer tr ễ theo s ườ n lên không nh ớ , tín hi ệ u ch ủ đ ộ ng kích là I0.0, tín hiệ u đ ầ u vào là I0.1, th ờ i gian tr ễ là 127s, timer có đ ộ phân gi ả i là 1s, tín hiệ u reset là I0.3 A I0.0 // tín hiệ u ch ủ đ ộ ng kích FR T1 // dùng cho timer T1 Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 49
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử A I0.1 // tín hiệ u đ ầ u vào L W#16#2127 // độ phân gi ả i timer là 1s, th ờ i gian tr ễ là 127s SD T1 // timer T1 là timer trễ theo s ườ n lên không nh ớ A I0.3 // tín hiệ u ch ủ đ ộ ng reset R T1 // dùng cho timer T1 3) Timer trễ theo s ườ n lên không nh ớ (SD) Nế u I0.0=1 Timer b ắ t đ ầ u ch ạ y khi đ ủ th ờ i gian thì ng ư ng khi đó ngõ Q0.0 sẽ lên 1 n ế u I0.0 v ẫ n còn gi ữ tr ạ ng thái 1, khi có tín hi ệ u I0.1 thì t ấ t c ả ph ả i đượ c Reset v ề 0 Các ô nh ớ MW100 và MW102 l ư u giá tr ị hi ệ n th ờ i c ủ a Timer theo dạ ng Integer và d ạ ng BCD Hình 2.13. Giả n đ ồ th ờ i gian c ủ a timer tr ễ theo s ườ n lên không nh ớ 4) Timer trễ theo s ườ n lên có nh ớ (SS) Timer kích có nhớ ,khi có xung c ạ nh lên ở I0.0 Timer b ắ t đ ầ u ch ạ y ,ngõ ra Q0.0=1 khi Timer ngư ng và ch ỉ t ắ t khi có tín hi ệ u Reset (tín hi ệ u I0.1). Trong quá Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 50
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử trình Timer chạ y n ế u có s ự chuy ể n đ ổ i tín hi ệ u t ừ chân I0.0 them 1 l ầ n n ữ a thì Timer sẽ nh ớ và ti ế p t ụ c ch ạ y khi h ế t th ờ i gian l ầ n tr ướ c. Hình 2.14. Giả n đ ồ th ờ i gian c ủ a timer tr ễ theo s ườ n lên có nh ớ 5) Timer tạ o xung không nh ớ (SP) Chứ c năng c ủ a Timer này là t ạ o xung có th ờ i gian đ ượ c đ ặ t s ẵ n. N ế u I0.0=1 Timer đượ c kích ch ạ y, khi I0.0=0 ho ặ c ch ạ y đ ủ th ờ i gian đ ặ t 2s thì Timer dừ ng. Ho ặ c có tín hi ệ u I0.1 thì Timer cũng d ừ ng. Timer ch ỉ ch ạ y l ạ i khi có tín hiệ u m ớ i t ừ I0.0 (t ứ c là I0.0 chuy ể n tr ạ ng thái t ừ 0 lên 1). Q0.0=1 khi Timer đang chạ y. MW100 lư u giá tr ị đ ế m c ủ a Timer theo d ạ ng Integer MW102 lư u giá tr ị c ủ a Timer theo d ạ ng BCD Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 51
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Hình 2.15. Giả n đ ồ th ờ i gian c ủ a timer t ạ o xung không nh ớ 6) Timer tạ o xung có nh ớ (SE) Timer kích có nhớ , khi có tín hi ệ u c ạ nh lên ở I0.0 Timer T5 ch ạ y, n ế u đ ủ thờ i gian đ ặ t Timer d ừ ng. Trong quá trình ch ạ y n ế u có tín hi ệ u m ớ i t ừ chân I0.0 thì thờ i gian Timer l ạ i đ ượ c tính l ạ i t ừ đ ầ u. Trong quá trình ch ạ y n ế u có tín hi ệ u I0.1 thì Timer dừ ng Q0.0 =1 khi Timer đang ch ạ y. Các ô nh ớ MW100 và MW102 lư u giá tr ị hi ệ n th ờ i c ủ a Timer theo d ạ ng Integer và d ạ ng BCD Hình 2.16. Giả n đ ồ th ờ i gian c ủ a timer t ạ o xung có nh ớ 7) Timer trễ theo x ườ n xu ố ng (SE) Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 52
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Khi I0.0 ON , Q0.0 =1, khi I0.0 OFF Timer bắ t đ ầ u ch ạ y và Q0.0 ch ỉ t ắ t khi đủ th ờ i gian và I0.0 v ẫ n OFF. Khi có tín hi ệ u Reset I0.1 thì t ấ t c ả tín hi ệ u đề u OFF Hình 2.17. Giả n đ ồ th ờ i gian c ủ a timer tr ễ theo x ườ n xu ố ng 2.2.5. Bộ đêm counter 1) Nguyên tắ c làm vi ệ c Counter là bộ đ ế m th ự c hi ệ n ch ứ c năng đ ế m s ườ n xung c ủ a các tín hi ệ u đầ u vào. S7-300 có t ố i đa 256 b ộ đ ế m (ph ụ thu ộ c lo ạ i CPU), ký hi ệ u b ở i Cx, trong đó x là số nguyên trong kho ả ng 0 – 255. Nh ữ ng b ộ đ ế m c ủ a S7-300 có th ể là đồờếế ng th i đ m ti n theo s ườ n lên c ủộ a m t tín hi ệứấ u th nh t CU và đ ế m lùi theo sườ n lên c ủ a m ộ t tín hi ệ u vào th ứ hai CD. Thông thườ ng b ộ đ ế m ch ỉ đ ế m các s ườ n tín hi ệ u CU và CD, song cũng có thểượởộểếảứ đ c m r ng đ đ m c m c tín hi ệủ u c a chúng b ằ ng cách s ửụ d ng tín hiệ u enable (kích đ ế m). N ế u có tín hi ệ u enable, b ộ đ ế m s ẽ đém ti ế n khi xu ố n hiềườ n s n lên c ủ a tín hi ệ u enable đ ồờạờể ng th i t i th i đi m đó CU = 1. T ươự ng t như v ậ y, b ộ đ ế m s ẽ đ ế m lùi khi t ạ i th ờ i đi ể m đó CD = 1. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 53
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Số s ườ n xung đ ế m đ ượ c đ ượ c ghi vào thanh ghi C_word. N ộ i dung C_word đượọ c g i là giá tr ịếứờủộế đ m t c th i c a b đ m và ký hi ệằ u b ng CV (Current Value). Bộ đ ế m báo tr ạ ng thái C_word ra ngoài qua C-bit. Nế u CV ≠ 0, C_bit = 1; nế u CV = 0, C_bit = 0. CV luôn là m ộ t giá tr ị không âm, do đó b ộ đ ế m sẽ không đ ế m lùi khi CV = 0. Khác vói timer, giá trị đ ặ t PV c ủ a b ộ đ ế m ch ỉ đ ượ c chuy ể n vào C_word tạ i th ờ i đi ể m có s ườ n lên c ủ a tín hi ệ u đăt (set – S). Bộ đ ế m đ ượ c xoà ch ủ đ ộ ng b ằ ng tín hi ệ u xoá (reset), khi đó c ả C_word và C_bit đề u b ằ ng 0. 2) Khai báo sử d ụ ng Việ c khai báo m ộ t counter g ồ m các b ướ c sau : - Khai báo tín hiệ u enable n ế u mu ố n ch ủ đ ộ ng kích đ ế m. • A • FR - Khai báo đầ u vào đ ế m ti ế n CU • A • CU - Khai báo đầ u vào đ ế m lùi CD • A • CD - Khai báo tín hiệ u đ ặ t (set) và giá tr ị đ ặ t tr ướ c PV • A • L C# • S - Khai báo tín hiệ u xoá (reset) • A • R Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 54
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Trong đó ít nhấ t ph ả i có m ộ t trong hai b ướ c 2 ho ặ c 3 đ ượ c th ự c hiên. - Đọ c n ộ i dung thanh ghi C_Word. Đ ể đ ọ c n ộ i dung thanh ghi C_word ta sử d ụ ng l ệ nh • L : chuyể n giá tr ị thanh ghi C_word vào ACCU1. Giá trị đ ọ c đ ượ c là m ộ t s ố nguyên dươ ng • LC : chuyể n giá tr ị thanh ghi C_word vào ACCU1. Giá trị đ ọ c đ ượ c là m ộ t s ố đ ị nh d ạ ng BCD * Ví dụ : A I2.0 // Tín hiệ u enable là I2.0 FR C1 A I2.1 // Tín hiệ u đ ế m ti ế n là I2.1 CU C1 A I2.2. // Tín hiệ u đ ế m lùi là I2.2 CD C1 A I2.3 // Tín hiệ u set là I2.3 L C#3 S C1 A I2.4 // Tín hiệ u Reset là I2.4 R C1 LC C1 // đọ c giá tr ị b ộ đ ế m d ướ i d ạ ng BCD T MW0 L C1 // đọ c giá tr ị b ộ đ ế m d ướ i d ạ ng Binary R MW2 A C1 // Đọ c bit C_bit c ủ a C1 = Q.0 Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 55
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Hình 2.18. Tác độ ng c ủ a các đ ầ u vao đ ế n giá tr ị CV c ủ a counter Khi có tín hiệ u c ủ a đ ầ u vào đ ế m tiên I2.1, giá tr ị b ộ đ ế m tăng lên 1. Ti ế p đó có tín hiệ u set I2.3, giá tr ịộếượ b đ m đ c gán b ằ ng giá tr ịặướ đ t tr c. Khi có tín hiệầế u đ u vào đ m lùi, giá tr ịộếả b đ m gi m đi 1 đ ơịế n v . Ti p đó khi có tín hi ệ u vào đế m ch ủ đ ộ ng I2.0 và giá tr ị đ ầ u vào đ ế m lùi là 1 nên giá tr ị b ộ đ ế m gi ả m tiế p đi 1. Trong tr ườợ ng h p có tín hi ệếủộ u đ m ch đ ng I2.0 mà tín hi ệếế u đ m ti n I2.1 đang bằ ng 1 thì giá tr ị c ủ a b ộ đ ế m tăng thêm 1. * Khai báo counter bằ ng Lad Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 56
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Bộ đ ế m ti ế n Bộ đ ế m lùi Bộ đ ế m ti ế n, lùi 2.3. Sử d ụ ng ph ầ n m ề m STEP7 2.3.1. Cài đặ t ph ầ n m ề m Step7 Có nhiề u phiên b ảủộầềốủ n c a b ph n m m g c c a STEP 7 hi ệạệ n có t i Vi t Nam. Đang đượ c s ử d ụ ng nhi ề u nh ấ t là phiên b ả n 4.2 và 5.0. Trong khi phiên bả n 4.2 khá phù h ợ p v ớ i nh ữ ng PC có c ấ u hình trung bình nh ư ng l ạ i đòi h ỏ i ph ả i tuyệốảề t đ i có b n quy n thì phiên b ả n 5.0, đòi h ỏấ i c u hình PC ph ảạốộ i m nh t c đ cao, có thểạởếộ ch y ch đ không cài b ả n quy ềởứạế n ( m c h n ch ). Phầớ n l n các đĩa g ốủ c c a STEP 7 đ ề u có kh ả năng t ựựệươ th c hi n ch ng trình cài đặ t (autorun). B ở i v ậ y ta ch ỉ c ầ n b ỏ đĩa vào và th ự c hi ệ n theo nh ữ ng ch ỉ dẫ n. Ta cũng có th ểủộựệ ch đ ng th c hi n cài đ ặằ t b ng cách g ọươ i ch ng trình setup.exe có trên đĩa. Công việ c cài đ ặ t STEP 7 nói chung không khác gì nhi ề u so vớ i vi ệ c cài đ ặ t các ph ầ n m ề m ứ ng d ụ ng khác nh ư Windows, Office . Tuy nhiên, so vớ i các ph ầ n m ề m khác thì vi ệ c cài đ ặ t STEP 7 s ẽ có vài đi ể m khác biệ t c ầ n đ ượ c gi ả i thích rõ thêm: Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 57
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Khai báo mã hiệ u s ả n ph ẩ m: Mã hiệ u s ả n ph ẩ m luôn đi kèm theo ph ầ n mề m STEP 7 và in ngay trên đĩa ch ứ a b ộ cài STEP 7. Khi trên màn hình hi ệ n ra cửổ a s yêu c ầ u cho bi ế t mã hi ệảẩ u s n ph m, ta đi ềầủấả n đ y đ vào t t c các m ụ c trong ô cử a s ổ đó thì m ớ i có th ể ti ế p t ụ c cài đ ặ t ph ầ n m ề m. Đăng ký bả n quy ề n: Bả n quy ề n c ủ a STEP 7 n ằ m trên m ộ t đĩa m ề m riêng (thườ ng có màu vàng ho ặ c đ ỏ ). Ta có th ể cài đ ặ t b ả n quy ề n trong quá trình cài đặ t hay sau khi cài đ ặ t ph ầ n m ề m xong thì ch ạ y ch ươ ng trình đăng ký AuthorsW.exe có trên đĩa CD cài đặ t. Khai báo thiế t b ị đ ố t EPROM: Chươ ng trình STEP 7 có kh ả năng đ ố t chươ ng trình ứ ng d ụ ng lên th ẻ EPROM cho PLC. N ế u máy tính c ủ a ta có thi ế t b ị đố t EPROM thì c ầ n thông báo cho STEP 7 bi ế t khi trên màn hình xu ấ t hi ệ n c ử a sổ : Chọ n giao di ệ n PC/PLC: Chươ ng trình đ ượ c cài đ ặ t trên PG/PC đ ể h ỗ trợ vi ệ c so ạ n th ả o c ấ u hình ph ầ n c ứ ng cũng nh ư ch ươ ng trình cho PLC. Ngoài ra, STEP 7 còn có khả năng quan sát vi ệ c th ự c hi ệ n ch ươ ng trình c ủ a PLC. Muốưậầạộ n nh v y ta c n t o b giao di ệ n ghép n ốữ i gi a PC và PLC đ ểề truy n thông tin, dữ li ệ u. STEP 7 có th ể đ ượ c ghép n ố i gi ữ a PC và PLC qua nhi ề u b ộ giao diệ n khác nhau và ta có th ểọ ch n giao di ệẽượửụ n s đ c s d ng trong c ửổ a s sau: Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 58
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Sau khi chọ n b ộ giao di ệ n ta ph ả i cài đ ặ t tham s ố làm vi ệ c cho nó thông qua cử a s ổ màn hình d ướ i đây khi ch ọ n m ụ c “Set PG/PC Interface ”. 2.3.2. Soạ n th ả o m ộ t Project Trong phầ n m ề m này, m ộ t projcet bao g ồ m t ấ t c ả nh ữ ng gì liên quan đ ế n chươ ng trình ứụếếầề ng d ng, thi t k ph n m m, giám sát m ộ t hay nhi ềạ u tr m PLC. Để khai báo m ộ t project m ớ i t ừ màn hình chính c ủ a Step7 ta ch ọ n Fiel New hoặ c kích vào bi ể u t ượ ng “New project” Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 59
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Khi đó sẽ xu ấ t hi ệ n h ộ p tho ạ i nh ư hình d ướ i, yêu c ầ u ta ch ọ n tên và đườẫ ng d n cho project r ồấ i nh n OK. Theo m ặị c đ nh thì đ ườẫủơấ ng d n c a n i c t giữ s ẽ là “C:\siemens/step7\s7proj” 2.3.3. Xây dự ng c ấ u trình c ứ ng và ch ươ ng trình cho tr ạ m PLC Sau khi khai báo xong mộ t project m ớ i, trên màn hình s ẽ hi ệ n ra project đó ởạỗ d ng r ng. Công vi ệủ c c a ta là ph ảựấ i xây d ng c u hình c ứ ng cho m ộạ t tr m PLC. Điề u này nên làm vì khi b ậ t ngu ồ n PLC, h ệ đi ề u hành S7-300 s ẽ ki ể m tra các module hiệ n có trong tr ạ m và so sánh v ớ i c ấ u hình mà ta xây d ự ng. Và n ế u không phát hiệ n đ ồ ng nh ấ t thì s ẽ phát ngay tín hi ệ u báo ng ắ t l ỗ i ho ặ c thi ế u module. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 60
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Trướ c h ế t ta khai chèn vào m ộ t tr ạ m PLC S7-300 nh ư hình sau: Sau khi đã khai báo mộ t tr ạ m, th ư m ụ c project s ẽ có thêm m ộ t th ư m ụ c con vớ i tên tr ạ m là Simatec 300(1) ch ư a thông tin v ề tr ạ m. Ta nhấ p chu ộ t vào màn hình khai báo c ấ u hình Hardware đ ể khai báo c ấ u hình cứ ng cho tr ạ m PLC. Trong h ộ p tho ạ i hi ệ n ra, ta s ẽ ph ả i khai báo thanh rack Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 61
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử trong thư vi ệ n Rack-300. Ti ế p đó ta c ầ n khai báo moduel ngu ồ n ở slot1, CPU ở slot 2, module truyề n thông ở slot 3 (n ế u có) và các module m ở r ộ ng theo c ấ u hình trạ m ca c ầ n khai báo t ừ slot 4 đ ế n slot 11. Sau khi đã khai báo xong cấ u hình c ủ a m ộ t tr ạ m PLC và quay tr ở v ề màn hình chính ta sẽ th ấ y trong th ư m ụ c Simatec 300(1) có thêm các th ư m ụ c con. Tấ t c ả các kh ố i logic (OB, FC, FB, DB) đ ề u n ằ m trong th ư m ụ c block. Muố n so ạ n th ả o ch ươ ng trình cho kh ố i OB1 ta ch ỉ c ầ n nháy đúp vào kh ố i này, màn hình soạ n th ả o s ẽ hi ệ n ra. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 62
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Trong khố i OB1 này ta có th ể so ạ n th ả o các ch ươ ng trình đi ề u khi ể n cho PLC S7-300 bằ ng các ngôn ng ữ STL, LAD, FBD. Ch ươ ng trình cũng cung c ấ p cho ta việ c chuy ểổựộữ n đ i t đ ng gi a các ngôn ng ữậ l p trình m ộ t cách t ựộ đ ng. Ngoài ra để thêm vào các kh ố i OB, FC, FB, DB khác thì t ạ i c ử a s ổ màn hình chính trong thư m ụ c Block, ta ch ọ n “Insert\S7 block\function” hay các kh ố i hàm mà ta mong muố n. Ngoài ra phầ n m ề m Step7 còn h ỗ tr ợ cho vi ệ c mô ph ỏ ng ch ươ ng trình v ớ i các tính năng như m ộ t tr ạ m PLC th ự c s ự b ằ ng ph ầ m m ề m PLCSim. Sau khi thiếậấ t l p c u hình c ứ ng và vi ếươ t ch ng trình đi ềể u khi n PLC, đ ểế ti n hành mô phỏ ng trên PLCSim ta g ọ i ch ươ ng trình này trong th ư vi ệ n c ủ a Step 7. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 63
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Tiế p đó, trong ch ươ ng trình chính c ủ a Step7 ta download c ấ u hình c ứ ng cả u tr ạ m PLC và các kh ố i ch ươ ng trình OB, FC, FB xu ố ng PLCSim b ằ ng l ệ nh download trên thanh công cụ . Trên ph ầ n m ề m mô ph ỏ ng, ta ch ọ n thêm các đầ u vào, ra c ầ n thi ế t. Sau khi đã đ ượ c các đ ầ u vào ra nh ư yêu c ầ u ta ch ọ n ch ế độ c ủ a CPU là RUN ho ặ c RUN-P đ ể ch ạ y ch ươ ng trình trong CPU. Giao di ệ n phầ n m ề m mô ph ỏ ng nh ư hình d ướ i đây. Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 64
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Chươ ng 3 ỨỤỦỀỂỘƠỆỆNG D NG C A PLC ĐI U KHI N Đ NG C ĐI N CÔNG NGHI P 3.1. Điề u khi ể n m ở máy đ ộ ng c ơ không đ ồ ng b ộ 3 pha roto l ồ ng sóc Thiế t b ị s ử d ụ ng trong m ạ ch đi ề u khi ể n g ồ m có - 1 Áptomát - 1 Nút mở máy - 1 nút dừ ng - 1 rơ le nhi ệ t Bả ng quy đ ị nh các đ ị a ch ỉ Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 65
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Sơ đ ồ k ế t n ố i PLC Chươ ng trình đi ề u khi ể n Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 66
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử 3.2. Đả o chi ề u tr ự c ti ế p đ ộ ng c ơ 3 pha roto roto l ồ ng sóc Thiế t b ị s ử d ụ ng - 1 Áptomát - 1 Nút mở máy chi ề u thu ậ n - 1 Nút mở máy chi ề u ng ượ c - 1 nút dừ ng - 1 rơ le nhi ệ t Bả ng quy đ ị nh các đ ị a ch ỉ Vào/Ra Sơ đ ồ k ế t n ố i PLC Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 67
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Chươ ng trình đi ề u khi ể n Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 68
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử 3.2. Mở máy qua 3 c ấ p đi ệ n tr ở ph ụ Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 69
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Bả ng quy đ ị nh các đ ị a ch ỉ vào/ra Sơ đ ồ k ế t n ố i PLC Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 70
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Chươ ng trình đi ề u khi ể n Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 71
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 72
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử 3.3. Điề u khi ể n 3 băng t ả i Hệ th ố ng ba băng t ả i ho ạ t đ ộ ng theo trình t ự sau: - Khi nhấ n nút S1 băng t ả i M1 ho ạ t đ ộ ng, băng t ả i M2 và M3 l ầ n l ượ t ho ạ t đ ộ ng sau 5s. - Khi nhấ n nút S2 băng t ả i M3 d ừ ng, băng tai M2, M1 l ầ n l ượ t d ừ ng l ạ i sau 5s. Quá trình điề u khi ể n h ệ th ố ng đ ượ c mô t ả theo gi ả n đ ồ th ờ i gian sau: Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 73
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 74
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Bả ng quy đ ị nh các đ ị a ch ỉ Vào/Ra Sơ đ ồ k ế t n ố i PLC Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 75
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Chươ ng trình đi ề u khi ể n Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 76
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử 3.4. Điề u khi ể n thang máy v ậ n chuy ể n hàng 4 t ầ ng Bả ng quy đ ị nh các đ ị a ch ỉ Vào/Ra Sơ đ ồ k ế t n ố i PLC Chươ ng trình đi ề u khi ể n Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 77
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 78
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 79
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 80
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 81
Khoa CNKT Điệ n – Đi ệ n t ử Tài liệ u tham kh ả o: - Logo! Manual - Nguyễ n Doãn Ph ướ ng, Phan Xuân Minh. T ự đ ộ ng hoá v ớ i SIMATIC S7- 200. Nhà xuấ t b ả n nông nghi ệ p - Nguyễ n Doãn Ph ướ c, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà. T ự đ ộ ng hoá v ớ i SIMATIC S7-300. Nhà xuấ t b ả n khoa h ọ c và k ỹ thu ậ t - Nguyễ n Kim Ánh, Nguy ễ n M ạ nh Hà. M ạ ng Simatic - L.A. Bryan; E.A. Bryan. Programmable Controller, theory and implementation. - Logo! Manual S7-300 hardware and installation Lươ ng, Kiên, Liêm, Huỳnh 82