›
›

Luận văn Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điện năng của nhà máy trên PLC S7 – 400

pdf 88 trang phuongnguyen 2970
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điện năng của nhà máy trên PLC S7 – 400", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfluan_van_nghien_cuu_thiet_ke_he_thong_giam_sat_dien_nang_cua.pdf

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điện năng của nhà máy trên PLC S7 – 400

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG Luận văn Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điện năng của nhà máy trên PLC S7 – 400
  2. Lêi më ®Çu Nƣớc ta đang trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa để từng bƣớc bắt kịp sự phát triển cùng các nƣớc trong khu vực cũng nhƣ các nƣớc trên thế giới về mọi mặt kinh tế, kỹ thuật và xã hội. Để đáp ứng đƣợc nhu cầu điện năng cung cấp cho các nhà máy, xí nghiệp là một điều cấp bách, nhƣng lƣợng điện năng sản xuất ra cũng chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu đó. Do vậy việc tiết kiệm điện năng là rất cần thiết, để tiết kiêm điện năng ta cần một hệ thống giám sát nó. Xuất phát từ điều trên em thực hiện để tài“Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điện năng của nhà máy trên PLC S7 – 400”. Đồ án tập trung đi sâu vào nghiên cứu về PLC S7 – 400, đây là phần mềm rất hứu ích không chỉ cho giám sát điện năng mà còn cho cả điều khiển hệ thống nhà máy, xí nghiệp vv Ngoài ra đồ án cũng tìm hiểu cách giám sát điện năng qua phần mềm WINCC, làm tăng giao tiếp giữa ngƣời – máy giúp ngƣời điều khiển nắm bắt đƣợc thực trạng điện năng của nhà máy để có biện pháp điều khiển. Đồ án của em gồm có 3 chƣơng nhƣ sau: CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 – 400 CHƢƠNG 2: CẤU TRÚC PHẦN MỀM PLC S7 - 400 CHƢƠNG 3: GIÁM SÁT ĐIỆN NĂNG SỬ DỤNG PLC S7-400 THÔNG QUA GIAO DIỆN WINCC 1
  3. Ch•¬ng 1 TỔNG QUAN VỀ PLC S7 400 1.1 TỔNG QUÁT CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC PLC Thiết bị điều khiển logic khả trình Programmable Logic Controller), viết tắt là PLC là 1 hệ vi xử lý chuyên dụng để điều khiển tự động các thiết bị điện hoặc các quá trình công nghiệp. Trong hệ thống điều khiển, PLC là 1 khâu trung gian trong việc xử lý các thông tin rồi đƣa ra các tín hiệu tới các thiết bị chấp hành. Ngày nay các thiết bị điều khiển đƣợc thay thế các hệ điều khiển các rơle thông thƣờng, sử dụng bán dẫn bằng các bộ điều khiển lập trình. Ƣu điểm: - Giảm bớt quá trình ghép nối dây vì vậy mà giảm đƣợc giá thành đầu tƣ. - Giảm đƣợc diện tích lắp đặt, ít khi xảy ra hỏng hóc, làm việc tin cậy, tốc độ xử lý nhanh, khả năng chống nhiễu tốt, bảo trì bảo dƣỡng tốt hơn vì cấu trúc luôn theo kiểu môdul. Nhƣợc điểm : - Chƣa thích hợp cho quá trình nhỏ chỉ có 1 vài tín hiệu vào ra vì thế khi dung thì giá thành rất cao. - Ngôn ngữ hệ đóng (ngôn ngữ bằng các hãng riêng) nên khó thay thế.Để có các chức năng điều khiển nhƣ trên thì PLC đóng vai trò nhƣ là 1 máy tính tức là phải có bộ vi xử lý (CPU),hệ điều hành, bộ nhớ và các cổng vào ra để giao tiếp với các đối tƣọng khác. Bên cạnh đó PLC còn có các khối với các chức năng đặc biệt nhƣ bộ đếm (counter), bộ thời gian (timer) và các khối hàm chuyên dụng. 2
  4. Bộ nhớ chƣơng trình Timer Bộ đệm Khối vi xử lý trung tâm Vào ra Bộ đếm + Hệ điều hành Bit cờ Bus của PLC Cổng vào ra onboard Quản lý ghép nối Cổng ngắt và đếm tốc độ cao Hình 1.1: Cấu trúc của bộ PLC 1.2 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-400 . PLC S7-400 là một sản phẩm PLC mạnh, tố cao độ xứ lý cao, quản lý bộ nhớ tốt, kết nối mạng công nghiệp. ề tính năng S7-400 có nhiều tính năng so với S7-300. Đặc biệt về tính năng truyền thông . -Tốc độ xử lý: Tốc độ nhanh, tốc độ xử lý lệnh nhanh lên tới 0.1 tới 0.2µs, chu kỳ vòng quét nhỏ. Tập lệnh mạnh và hoàn chỉnh đáp ứng các nhiệm vụ phức tạp. Có thẻ nhớ ( MMC- flash Eproom ) đế mở rộng bộ nhớ hoặc backup dữ liệu. - Truyền thông: S7-400 sử dụng các mạng truyền thông nhƣ sau INDUSTRIAL ERTHERNET cho cấp giám sát, PROFIBUS cho cấp trƣờng, AS-I cảm biến thiết bị chấp hành, MPI nối giũa các thiết bị CPU, PG/PC, TD/TO .Sử dụng các loại hinh mạng điểm-điểm hoặc bus truyền thông qua 3
  5. giao diện tích hợp trên bus trƣờng sử dụng CPU hoặc IM ( modul giao diện hoặc FM, CP ) - Giao diện MPI: MPI là giao diện để tích hợp các hệ thống PG/PC, HMI với các hệ thống SIMATIC S7/C7/WinAC, có thể nối tối đa tới 125 điểm MPI với tốc độ truyền tới 187.5Kbit/s.Thông qua MPI mà ta có thể truyền dữ liệu giữa các bộ điều khiển với nhau, có nghĩa là 1 CPU có thể truy cập tới nhiều các đầu vào ra khác nhau của các bộ điều khiển khác . Ngoài ra HM còn đƣợc tích hợp trong hệ điều hành S7-400 và truyền dữ liệu tới các tram vận hành mà không cần lập trình giúp điều khiển vận hành và giao diện. - Giao diện PROFIBUS – DP: S7-400 có thể nối vào bus trƣờng PROFIBUS có thể dễ dàng tạo ra chƣơng trình phân tán giúp truyền thông với các thiết bị trƣờng. Các modul vao ra phân tán đƣợc thiết lập bằng STEP7 tƣơng tự nhƣ các modul vào ra tập chung, do vậy S7-400 có thể đƣợc sử dụng làm các trạm master hay slave. - Tính năng chia sẻ: Có thể điều khiển giám sát và lập trình thông qua cả 2 giao diện (MPI và PD ) ví dụ nhƣ cho 1 thiết bị PG có thể lập trình và vận hành cho nhiều CPU hoặc nhiều thiết bị PG có thể truy cập 1 CPU. - Giao diện phụ: Ngoài giao diện MPI,DP, S7-400 còn có them 1 số cổng serial(PtP-Point to Point), nối các máy quét . Đây là giao diện RS422/RS485 co phép tốc độ truyền 38.4Kbit/s. Một số CPU có cấu trúc đầu vào ra đặc biệt để đếm hoặc đo lƣờng các máy phát xung, hoặc có các chức năng tích hợp để điều khiển vị trí với những đầu vào ra đặc biệt. 1.2.1. Cấu trúc phần cứng của PLC S7-400. Thông thƣờng để tăng tính mềm dẻo trong thực tế mà ở đó phần lớn các đối tƣợng điều khiển có số tín hiệu vào ra cũng nhƣ chủng loại tín hiệu vào ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC không bị cứng hoá về cấu hình. Chúng đƣợc chia nhỏ thành các môdul. Số modul sử dụng nhiều hay ít tuỳ thuộc vào 4
  6. từng công nghệ, song bao giờ cũng có modul chính là modul CPU , các modul còn lại là các modul truyền nhận tín hiệu đối với đối tƣợng điều khiển, các modul chức năng chuyên dụng nhƣ PID, điều khiển động cơ. Chúng đƣợc gọi là modul mở rộng và đƣợc bố trí trên cùng 1 giá đỡ gọi là Rack. Bất kì 1 trạm PLC bao giờ cũng có các thành phần cơ bản sau: 1- Các RACK. 2- Môdul nguồn cấp. 3- Trung tâm vi xử lý CPU. 4- Các môdul mở rộng vào ra. 5- Các modul truyền thông. Ngoài ra còn có các công tắc Hình 1.2. Cấu hình của 1 PLC S7- chọn chế độ làm việc và các đền báo 400 hiệu là các LED dung để báo các trạng thái hiện hành của PLC. 1.2.1.1.Các thanh RACK. (giá đỡ). Đó là các khung cơ khí của SIMATIC S7-400 dùng để bảo vệ các modul, cung cấp điện áp nguồn và kết nối giữa các modul qua bus nội bộ. a. Giá lắp trung tâm. + Dùng cho các bộ điều khiển trung tâm + Dùng cho các công việc tự động hoá phân tán qua sự hỗ trợ 4 modul + Dùng để tạo ra hệ thống S7-400 H hoàn chỉnh trong 1 giá đỡ đơn + Thích hợp cho S7-400: vận hành 2CPU rieng biệt với các CPU đầu vào ra riêng của từng CPU + Cũng co thể dung nhƣ giá mở rộng + Dùng cho tối đa 18 modul. Giá lắp bộ S7-400 bằng các thanh ray nhôm chuẩn DIN có chiều dài cố định với bus và các giắc nối ở phía sau có thể đƣợc làm giá lắp trung tâm (CR) giá lắp mở rộng (ER) hoặc kêt hợp cả hai (UR , giá lắp vạn năng). 5
  7. Giá lắp trung tâm S7-400 cá 18 hoặc 19 vị trí các môdul (UR1 hoặc UR2) với chiều rộng nhất định. Nguồn cung cấp và CPU cững đƣợc cắm trên khe cắm có thể dùng tới 2 vị trí cho môdul. Thông thƣờng modul nguồn đƣợc lắp vào tận cùng bên trái của giá lắp, tiếp theo là CPU và các modul vào ra. Có thể lựa chọn vị trí theo yêu cầu .Các modul không cần thiết là phai đƣợc cắm gần nhau, có thể có khoảng cắm ở gữa. Các modul giao tiếp dung để kết nối với các giá lắp mở rộng đƣợc lắp chèn vào giữa bên phải của giá lắp. Các vị trí các modul đƣợc kết nối với nhau bằng các bus phía sau bằng các đƣờng trục vào ra đấu song song và các đƣờng trục truyền dữ liệu đầu nối tiếp. Giá lắp phân đoạn 2 cho phép sử dụng 2 CPU trên 1 nguồn cung cấp chung. Các CPU trao đổi dữ liệu qua đƣờng trục truyền dữ liệu, nhƣng từng CPU lại sử dụng các đƣờng BUS tín hiệu vào ra của mình. Phân đoạn bên trái cho 10 modul vào ra còn phân đoạn bên phải cho 8. Giá lắp phân đoạn UR2-H gồm có hai phân đoạn, mỗi phân đoạn gồm có 9 khe cắm. Có thể dung giá lắp này nhƣ 1 giá lắp trung tâm hoặc 1 giá lắp mở rộng cho các trạm S7-400 tiêu chuẩn hoặc cá trạm cao cấp S7-400H. Mỗi phân đoạn này đòi hỏi nguồn cung cấp riêng, đƣờng trục truyền các tín hiệu vào ra và dữ liệu là riêng biệt. UR1( giá chung ) + Dùng cho các CPU và các thiết bị mở rộng + Dùng cho tối đa 18 môdul + Ngoài ra thích hợp với S7 400 UR2 ( giá chung ) Hinh 1.3 Cấu hình của Rack PLC6 S7-400
  8. + D ùng cho c ác CPU và các thiết bị mở rộng + Dùng tối đa cho 9 môdul + Cũng thích hợp cho S7-400 CR2 ( giá trung tâm ) + Dùng cho các CPU + Tối đa 18 modul + Các rack đƣợc phân chia:Dùng cho 2 CPU của S7-400 hoạt động của 1 rack độc lập không có chế độ nhiều máy tính S7-400, nhƣng có truyền thong các CPU thong qua BUS nội bộ. Cả 2 CPU có thể định địa chỉ cục bộ , các mô dul vào ra đƣợc tách rời Giá lắp mở rộng Nếu số lƣợng vị trí cho các modul vào ra trên giá lắp trung tâm không đủ hoặc nếu cân phải lắp đặt 1 số modul lắp ở xa vị trí modul trung tâm, ta phai sử dụng 1 vài giá lắp mở rộng và kêt nối chúng vơi giá lắp trung tâm bằng các modul giao tiếp IM. Có thể nối nhiều nhất 21 giá lắp mở rộng vào 1 giá lắp trung tâm . Địa chỉ của mỗi giá lắp đƣợc đặt bằng phím trên modul .Modul giao tiếp IM luôn phải đƣợc lắp đặt ở cực phải của giá nở rộng . Các modul giao tiếp IM460-1và IM 461-1 cho phép lắp đặt các giá lắp mở rộng , mỗi modul 1 giá lắp, cách các giá lắp trung tâm khoảng 1,5 m . Nguồn cung cấp là điện áp 5V. Các modul giao tiếp IM 360-1 và IM 362- 0 cho phép lắp tới 4 giá lắp mở rộng, cách giá lắp trung tâm khoảng 3m .Với khoảng cách xa hơn, tới 100m có thể dung các môdul IM 360-3 và IM 31-3, kết nối với các giá lắp mở rộng. H ình 1.4. Quạt làm mát 7
  9. Các giá lắp mở rộng ER1 và ER2 tới 18 và 19 khe cắm , dung cho các modul tín hiệu đơn giản không có xử lý báo động , không đòi hỏi nguồn 24v 1 chiều lẫn nguồn dự phòng và không giao tiếp đƣờng trục truyền dữ liệu. Gía lắp UR2 và UR1 cá hai đƣờng BUS và đƣợc sử dụng nhƣ các giá lắp trung tâm hoặc đƣợc mở rộng với số ký hiệu từ 1 đến Quạt làm mát + Dùng cho SIMATIC S7-400 + Cần thiết khi sử dụng các modul phát ra lƣợng nhiệt lớn Bộ quạt làm mát dung cho tất cả các giá với điện áp nguồn là 24VDC và 120/230 VAC, có 10 bộ lọc bụi . 1.2.1.2 Trung tâm vi xử lý CPU CPU là khối vi xử lý là thầnh phần cơ bản của S7 400 là nơi xử lý mợi thông tin của hệ thống, nhận thông tin đƣa về sử dụng các thuật toán điều khiển để đƣa ra tín hiệu phù hợp. Là modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ Hình 1.4. Cấu hinh của modul CPU nhớ,các bộ thời gian, bộ đếmcác cổng truyền thông và có 1 số các cổng vào ra số còn đƣợc gọi là cổng vào ra onboard.Trong đó các trị số của bộ đếm đƣợc chứa trong bộ nhớ ứng dụng, tuỳ theo yêu cầu của ngƣời dùng mà có thể chọn các bộ nhớ sau. - Bộ nhớ ROM là bộ nhớ không thể thay đổi đƣợc, bộ nhớ này chỉ nạp vào 1 lần nên nó ít đƣợc sử dụng phổ biến nhƣ các bộ nhớ khác. - Bộ nhớ RAM là loại bộ nhớ có thể thay đổi đƣợc và đƣợc dùng để chứa chƣơng trình ứng dụng cũng nhƣ dữ liệu, dữ liệu này sẽ bị mất đi khi mất điện . Tuy nhiên điều này đƣợc khắc phục đƣợc bằng cách ta dùng Pin dự phòng. 8
  10. - Bộ nhớ EPROM cũng nhƣ bộ nhớ ROM, nguồn nuôi cho EPROM không cần nguồn Pin, tuy nhiên nội dung chứa trong nó chỉ có thể đƣợc xoá bằng cách ta chiếu tia cực tím vào 1 ô cửa sổ nhỏ trên EPROM và nạp lại nội dung bằng máy nạp chuyên dụng. - Bộ nhớ EEPROM là bộ nhớ tích hợp cả hai ƣu điểm của bộ nhớ ROM và EEPROM bộ này có thể xoá nạp bằng tín hiệu điện.Tuy nhiên số lần nạp cũng chỉ có giới hạn. Cấu trúc của CPU bao gồm các thành phần sau: + Khối đèn LED hiển thị các trạng thái và các trạng thái lỗi. + Các công tắc chọn chế độ. + Khe cắm các thẻ nhớ mở rộng. + Các cổng truyền thông(giao diện). + Khối nguồn và các pin dự phòng. Phân loại CPU bao gồm các loại sau: CPU 412-1,412-2,CPU 414-2,414-3,CPU 416-3,416-2,CPU 417-4,CPU 41X 3 PN/DP vv. Tƣơng ứng với từng loai CPU ta có các cấu trúc cụ thể sau: Cấu trúc CPU loại 41x-2 gồm có. a)Khối đèn LED: bao gồm các đèn INTF, EXTF, BUS1F, BUS2F,FRCE, MAINT, RUN, STOP b) Khe cắm các thẻ nhớ mở rộng. c) Cổng truyền thông có 2 cổng chính: - Cổng MPI/PROFIBUS Hình 1.6. Cấu hinh phần cứng của CPU 417-4 9
  11. - Cổng PROFIBUS DP d) Khe cắm dành cho môdul giao diện e) Công tắc chọn Cấu trúc của CPU loại 417-4 gồm có : a)Khối đèn LED: bao gồm các đèn INTF, EXTF, BUS1F, BUS2F, IFM1F, IFM2F,FRCE, MAINT, RUN, STOP b) Khe cắm các thẻ nhớ mở rộng. c) Cổng truyền thông có 2 cổng chính: - Cổng MPI/PROFIBUS - Cổng PROFIBUS DP d) Khe cắm dành cho môdul giao diện e) Công tắc chọn các chế độ RUN, Hình 1.7. Cấu hinh phần cứng STOP, RE: của CPU 41x-3 Cấu trúc của CPU loại 41x -3 gồm có : a) Khối đèn LED: bao gồm các đèn INTF, EXTF, BUS1F, BUS2F, IFM1F, IFM2F,FRCE, MAINT, RUN, STOP, LINK, RX/TX. b) Khe cắm các thẻ nhớ mở rộng. c) Cổng truyền thông cổng MPI/PROFIBUS d) Khe cắm dành cho môdul giao diện e) Công tắc chọn các chế độ RUN, STOP, RESET Hình 1.8. Cấu hinh phần cứng của CPU 41x-3 PN/DP 10
  12. Cấu hinh của CPU 41x-3 PN/D a)Khối đèn LED: bao gồm các đèn INTF, EXTF, BUS1F, BUS5F, IFM1F, FRCE, MAINT, RUN, STOP,LED LINK, LED RX/TX. b) Khe cắm các thẻ nhớ mở rộng. c) Cổng truyền thông có 2 cổng chính: - Cổng MPI/PROFIBUS - Cổng PROFIBUS DP d) Khe cắm dành cho môdul giao diện e) Công tắc chọn Chức năng của các thành phần: Đèn LED Đèn Đèn sang Hiển thi lỗi Các CPU tƣơng ứng màu INTF Red Báo lỗi bên CPU 412-2, 412-1, 416-2, 414-3, trong 414-3PM/DP, 416-3PN/DP EXTF Red Báo lỗi ngoài CPU 412-2, 412-1, 416-2, 414-3, 414-3PM/DP, 416-3PN/DP MAINT Yellow Chức năng CPU 412-2, 412-1, 416-2, 414-3, 414-3PM/DP, 416-3PN/DP RUN Green Chế độ chạy CPU 412-2, 412-1, 416-2, 414-3, 414-3PM/DP, 416-3PN/DP STOP Yellow Chế độ dừng CPU 412-2, 412-1, 416-2, 414-3, 414-3PM/DP, 416-3PN/DP BUS1F Red Báo lỗi tại cổng CPU 412-2, 412-1, 416-2, 414-3, MPI/PRO1 414-3PM/DP, 416-3PN/DP BUS2F Red Báo lỗi tại cổng CPU 412-2, 412-1, 416-2, 414-3 MPI/PRO2 IFM1F Red Báo lỗi modul , 414-3, 414-3PM/DP, 416- giao diện 1 3PN/DP IFM2F Red Báo lỗi modul , 414-3, 414-3PM/DP, 416- giao diện 2 3PN/DP 11
  13. Công tắc dùng lựa chọn các chế độ hiện hành của CPU và lựa chọn bằng công tắc 3 vị trí Khe cắm cho thẻ nhớ mở rộng. Ta dùng 1 khe cắm cho các thẻ nhớ mở rộng( 2 thẻ nhớ mở rộng ) + RAM CARD Ta có thể mở rộng cho bộ nhớ của CPU bằng RAM CARD, RAM là bộ nhớ ngoài của PLC có thể đọc ghi hỗ trợ cho việc xử lý thông tin của CPU . +FLASH CARD Khe cắm cho môdul truyền thông Ta có thể chen 1 môdul PROFIBUS DP cho modul CPU 41x-3 và CPU 417-4 vào trong khe cắm . Giao diện MPI/DP : Ta có thể dùng nó để kết nối với các thiết bị khác nhau nhƣ: + Thiết bị chƣơng trình + Công cụ điều khiển và thiết bị giám sát + 1 số bộ điều khiển S7-400 và S7-300 khác Cổng truyền thông PROFIBUS DP : Chức năng dùng để kết nối với các thiết bị vào ra phân tán , thiết bị chƣơng trình và 1 số các trạm chủ Giao diện PROFINET:Ta có thể kết nối với PROFINET IO bằng giao diện PROFINET,cổng PROFNET có thể kết nối với mạng ETHERNET công nghiệp Chú ý : Ta chỉ có thể kết nối với mạng ETHERNET LAN bằng cổng truyền thông này và không có thể kết nối với mạng viễn thông. Khối nguồn và pin dự phòng. Trong PLC S7-400 ta có thể cài 1 trong 2 pin dự phòng còn phụ thuộc vào từng loại môdul, nhờ việc sử dụng này mà đem lại những hiệu quả sau: + Chƣơng trình ứng dụng đƣợc lƣu giữ lại ở trong RAM. +Lƣu giữu đƣợc các giá trị của bộ đếm thời gian , bộ đếm counter ,dữ liệu của hệ thống và các dữ liệu khác. 12
  14. + Làm nguồn dự phòng cho đồng hồ bên trong . Tuy nhiên những chức năng này đạt đựoc là nhờ bởi đựoc cung cấp bằng 1 nguồn áp có dải điện áp giới hạn từ 5VDC tơi 15VDC của bộ pin kích thích bên ngoài “ EXT-BATT”của CPU. Pin ngoài “EXT-BATT” có đầu vào đựoc thể hiện : + Giới hạn dòng điện ngắn mạch tới giá trị 20mA. + Chức năng bảo vệ đảo chiều phân cực của pin. Ta cần phải có 1 đƣờng cáp có kích thƣớc là 25mm dùng kết nối bộ nguồn cung cấp với pin “EXT-BATT”. Các thông số kỹ thuật của 1 số loại CPU điển hình CPU 412-1 CPU412-2 CPU 414-2 CPU 414-3 Bộ nhớ Đƣợc tích 48 KB cho 72 KB cho 128KB cho 384 KB cho hợp sẵn chƣơng trình chƣơng trình chƣơng trình chƣơng trình 48KB cho 72KB cho 128KB cho 384KB cho dữ dữ liệu dữ liệu dữ liệu liệu có khả năng không Không không không mở rộng Bộ nhớ chƣơng trình ứng dụng đƣợc tích hợp 256 KB 256 KB 256 KBRAM 256 KBRAM sẵn RAM RAM -Với thẻ nhớ -Với thẻ nhớ FEPROMcó -Với thẻ nhớ -Với thẻ nhớ (FEPRAM) (FEPRAM) lên khả năng (FEPRAM) (FEPRAM) lên tới 64 MB tới 64 MB nâng cấp. lên tới 64 lên tới 64 -Với thẻ nhớ -Với thẻ nhớ RAM có thể MB MB (RAM) lên tới (RAM) lên tới mở rộng -Với thẻ nhớ -Với thẻ nhớ 64 MB 64 MB (RAM) lên (RAM) lên tới 64 MB tới 64 MB 13
  15. Thời gian thực hiện -thao tác với 0.2µs 0.2µs 0.1µs 0.1µs bit 0.2µs 0.2µs 0.1µs 0.1µs -thao tác với 0.2µs 0.2µs 0.1µs 0.1µs từ -phép cộng 0.6µs 0.6µs 0.6µs 0.6µs dấu phẩy tĩnh -Phép cộng dấu phẩy động Bộ đếm S7 256 256 256 256 -lựa chọn bộ Từ C0 tới Từ C0 tới Từ C0 tới Từ C0 tới đếm C256 C256 C256 C256 -mặc định Từ C0 tới Từ C0 tới Từ C0 tới Từ C0 tới -dải đếm C7 C7 C7 C7 Từ 1 tới 999 Từ 1 tới 999 Từ 1 tới 999 Từ 1 tới 999 Bộ định thời 256 256 256 256 S7 Từ T0 tới Từ T0 tới Từ T0 tới Từ T0 tới -lựa chọn bộ T255 T255 T255 T255 điịnh thời không không không không -mặc định Từ 1ms tới Từ 1ms tới Từ 1ms tới Từ 1ms tới 9990 -dải thời gian 9990s 9990 9990 Các khối Độ lớn khối 48KB 64KB 64KB 64KB tối đa Số các ngắt 2 2 2 2 lỗi 2 2 2 2 14
  16. Số cảnh báo quá trình 2 2 2 2 Số ngắt theo thời điểm 2 2 2 2 Các ngắt theo thời gian trễ Ngôn ngữ lập STEP7 V5.0 STEP7 V5.0 STEP7 V5.0 trình SP2 SP2 SP2 (LAD,CSF,S (LAD,CSF,S (LAD,CSF,S TL)SCL,CF TL)SCL,CF TL)SCL,CFC, C,GRAGH C,GRAGH GRAGH Dòng điện và điện áp Điện áp cung Định mức Định mức Định mức Định mức 24V cấp 24V 24V 24V Dòng tiêu thụ 1.5A -1.6A 1.5A -1.6A 1.5A -1.6A 1.5A -1.6A từ S7-400 BUS Dòng dự 10µA tới 10µA tới 10µA tới 300 10µA tới 300 phòng 300 µA 300 µA µA µA Nguồn điện 5 đến 15V 5 đến 15V 5 đến 15V 5 đến 15V áp Tổn hao công 8W 8W 8W 8W suất kích thƣớc 25x290x219 5x290x219 5x290x219 5x290x219 Khối lƣợng 700g 700g 700g 700g Tốc độ truyền 12Mbit/s 12Mbit/s 12Mbit/s 12Mbit/s 15
  17. Số DP slave 32 32 32 32 tối đa Số khe căn tối 512 512 512 512 đa Dải địa chỉ tối 2KB 2KB 2KB 2KB đa 1.2.1.3 Modul nguồn PS. a) Chức năng của modul nguồn. Cung cấp nguồn cho các modul khác của S7-400 trên cùng 1 giá đỡ với cấp điện áp nhƣ nhau thong qua 1 đƣờng BUS đa năng nhƣng nó không cung cấp nguồn cho modul tín hiệu. b) Đặc điểm của modul nguồn. Hình 1.9. Cấu hình của modul nguồn - Làm mát đối lƣu tự nhiên. - Các cổng kết nối nguồn áp AC- DC có mã hoá. - Bảo vệ từng lớp 1 (tăng dần) từ IEC61140, VDE0140. - Hạn chế sự xâm nhập hiện hành tuỳ theo NOMUR. - Giám sát cả 2 điện áp ra.Nếu 1 trong những điện áp bị sự cố thì modul nguồn sẽ gửi tín hiệu lỗi về CPU. - Bộ pin dự phòng là tuỳ chọn khí đó các thong số thiết lập và nội dung của bộ nhớ RAM đƣợc lƣu giữ lại thông qua đƣờng BUS kết nối với CPU.Ngoài ra pin dự phòng cho phép khởi động lại CPU.Cả 2 modul nguồn và modul dự phòng đều cùng giám sát điện áp của pin. - Các đèn LED báo các trạng thái hoạt động và lỗi đều nằm o phía trƣớc của modul nguồn 16
  18. Modul nguồn dự phòng. Một số chỉ dẫn và chức năng của các modul. TYPE Mã số Điện áp vào Điện áp ra PS407 10A R 6ES7407- 85VAC to 5VDC/10A hay 0KR00-0AA0 264VAC hay 24VDC/1A 88VDC to 300VDC PS407 10A R 6ES7407- 85VAC to 5VDC/10A hay 0KR02-0AA0 264VAC hay 24VDC/1A 88VDC to 300VDC PS405 10A R 6ES7405- 19,2VDC to 5VDC/10A hay 0KR00-0AA0 72VDC 24VDC/1A PS405 10A R 6ES7405- 19,2VDC to 5VDC/10A hay 0KR02-0AA0 72VDC 24VDC/1A 1.2.1.3.1. Cấu hình của modul nguồn dự phòng. Để đặt 1 modul nguồn ghép nối nguồn trong khe 1 và khe 3 trên cùng 1 giá đỡ ta có thể đƣa vào đó nhiều modul và đƣợc cấp nguồn bởi 1 modul nguồn. Nói cách khác khi thao tác tấ cả cá modul chỉ có thể đƣa ra giá trị có dòng tổng là 10A. Bộ nguồn này đều có những đặc điểm sau . - Các modul dều thực hiện theo qui cách của sách chỉ dẫn. - Mọi modul đều có thể cung cấp nguồn cho các modul trong cùng 1 giá đỡ nếu 1 trong các modul đó là bị lỗi. - Mọi modul nguồn có thể đƣợc trao đổi qua lại 17
  19. - Mọi modul nguồn đều giám sát các chức năng hoạt động của chúng và sẽ gửi đi các thông tin khi chung xảy ra lỗi. - Khong phải các modul nguồn có lỗi là do chính bản thân nó tao ra mà có thể do các modul nguồn khác gây ra . - Lỗi của modul nguồn sẽ đƣợc ghi thông qua plug và đƣợc huỷ bỏ từng phần. Nếu ta sử dụng phần thứ 2 của RC2 ta sẽ không gửi đƣợc các thông tin nếu mà modul nguồn xảy ra bị lỗi. - Nếu có 2 modul nguồn đƣợc chèn vào mà chỉ có 1 modul đƣợc bật nguồn,việc cung cấp sẽ xảy ra trễ khi ta bật nguồn lên. 1.2.1.3.2. Bộ nguồn có pin dự phòng Modul nguồn của S7-400 có 1 buồng ngăn dung đẻ chứa pin và có thể dùng đƣợc cho 1 pin hay 2 pin dự phòng.Việc sử dụng các pin dự phòng này là tuỳ ý. a)Chức năng của các pin dự phòng. - Nếu ta cài các pin dự phòng vào các modul nguồn thì các tham số đã cài đặt và bộ nhớ chƣơng trình trong RAM sẽ đƣợc lƣu giữ lại trong CPU nếu bộ nguồn xảy ra bị lỗi.Ngoài ra nguồn áp phải đặt trong phạm vi sai số cho phép. - Việc ta sử dụng nguồn pin dự phòng sẽ cho phép khởi động lại CPU sau khi ta bật nguồn lên. - Cả hai bộ nguồn và modul dự phòng đều giám sát điện áp của pin. Chú ý là khi đƣa thêm bộ nguồn vào khe cắm và bật công tắc len trƣớc khi ta đƣa vào 1 pin dự phòng lúc ban đầu ,điều này sẽ kéo dài sự duy trì nguồn nuôi của pin. - Một vài môdul nguồn có 1 ngăn có dùng 2 pin dự phòng .Nếu dùng 2 pin dự phòng và bật công tắc ở 2BATT thì bộ nguồn sẽ nhận 1 trong 2 pin đó là pin dự phòng việc xác nhận này cho tới khi pin là trống ,khi pin dự phòng sử dụng hết hệ thống sẽ chuyển sang sử dụng pin dự trữ nhƣ là pin dự phòng 18
  20. trong thời gian làm việc .Tình trạng của pin dự phòng cũng đƣợc lƣu giữ khi mất điện. - Thời gian hỗ trợ là thời gian lớn nhất dựa vào dung lƣợng của pin hỗ trợ đƣợc dùng và dong dự phòng trên khe cắm .Dòng dự phòng là tổng của các dòng riêng lẻ của các modul đƣợc chèn vào cũng nhƣ các yêu cầu của các modul nguồn. b) Điều khiển và chỉ dẫn của các modul nguồn có pin dự phòng. Modul nguồn của S7-400 có những phần điều khiển và hiển thị giống nhau. + Modul nguồn với 1 pin dự phòng có 1 đèn LED (BATT) đèn sẽ chỉ dẫn cho ta biết là trống pin, bi lỗi hay hết pin dự trữ + Modul nguồn với 1 pin dự phòng có 2 đèn LED (BATT1F,BATT2F) đèn sẽ chỉ dẫn cho ta biết là trống pin, bi lỗi hay hết pin dự trữ -Ý nghĩa các đèn LED đƣợc liệt kê ở bảng dƣới đây bao gồm các danh sách lỗi hiển thị bằng đèn LED. Các đèn LED biểu thị INTF, 5VDC, 24VDC. Led Color Hiển thị INTF Red Sáng lên khi có 1 lỗi bên trong 5VDC Green Sáng lên khi điện áp 5VDC năm trong giới hạn 24VDC Green Sáng lên khi điện áp 5VDC năm trong giới hạn Các đèn LED biểu thị BAF, BATTF với các modul có 1 nguồn pin dự phòng Led Color Hiển thị BAF Red Sáng lên nếu điện áp trên đƣờng dẫn BUS là quá thấp và các công tắc ở vị trí BATT BATF Yellow Sáng lên nếu pin đã bị trống, bị đảo cực tính hay công tắc chuyển sang vị trí BATT 19
  21. Các đèn LED biểu thị BAF, BATT1F, BATT2F với các modul có2 nguồn pin dự phòng Led Color Hiển thị BAF Red Sáng lên nếu điện áp trên đƣờng BUS là quá thấp và công tắc ở vị trí 1BATT và 2BATT BATT1F Yellow Sáng lên nếu trống pin hoặc bị đảo cực tính hoặc hết pin và công tắc ở vị trí 1BATT,2BATT BATT2F Yellow Sáng lên nếu trống pin hoặc bị đảo cực tính hoặc hết pin và công tắc ở vị trí 1BATT,2BATT 1.2.1.3.3.Các cảnh báo lỗi biểu hiên thông qua các đèn Led , nguyên nhân và cách khắc phục. Tất cả các modul nguồn của S7-400 đều đƣợc biểu thị các trạng thái lỗi thông qua các đèn Led đƣợc bố trí ở mặt trƣớc của modul. Bảng sau chỉ ra các lỗi đƣợc biểu thị qua các đèn Led INTF,5VDC,24VDC và cách khác phục. Led Nguyên nhân Cách khắc phục INTF DC5V DC24V Điện áp bị mất Kiểm tra nguồn áp Lỗi bê trong , sai sót của bộ Thay thế bộ nguồn nguồn Bị cắt nguồn sau khi qúa áp Cắt mạch nguồn chính và 5v và bị cắt nguồn khi đóng vào sau phoảng 3 phút không cho phép nếu cần thiêt loại bỏ nguồn kết nối bên ngoài 20
  22. Bộ nguồn dùng không đúng Cài modul nguồn trên khe trên khe cắm chính xác là khe 1 DLD Qúa áp 24V Kiểm tra nguồn áp từ bên ngoài nếu không ta thay thế nguồn DD*D Ngắn mạch hoặc quá tải5v Kiểm tra lại tải nguồn có thể hoặc 24v và quá nhiệt độ loại bỏ nguồn hoặc chờ 5 phút sau trƣớc khi bật lại nguồn LLD Nếu công tắc ở vị trí khoá Huỷ bỏ modul đó xác định là điện áp cung cấp từ bên do lỗi modul ngoài là không cho phép Nếu công tắc ở vị trí mở Kiểm tra lại tải trên modul ngắn mạch hoặc quá tải trên nguồn , có thể bi loại bỏ điện áp 24V DFL Điện áp đƣợc khôi phục sau khi ngắn mạch hoặc quá tải điện áp 24V Giải thích: D: led is Dark_ đèn tối F: Flishing _ đèn nhấp nháy L: led Lights up_ đèn sang 1.2.1.3.4. Phân loại modul nguồn. PLC S7-400 có các modul nguồn đƣợc chia ra làm 3 loại chính là: 4A, 10A. 20A. PS 407 4A (6ES7407-0DA01-0AA0) PS 407 4A (6ES7407-0DA02-0AA0) PS 407 10A (6ES7407-0KA01-0AA0) PS 407 10A (6ES7407-0KA02-0AA0) 21
  23. PS 407 10AR(6ES7407-0KR02-0AA0) PS 407 20A (6ES7407-0RA01-0AA0) 1.2.1.3.5. Các thông số cơ bản của các modul nguồn điển hinh. a) Modul nguồn loại PS 407 4A (6ES7407-ODA01-0AA0). Modul này cho phép kết nối nguồn vào có dải điện áp xoay chiều từ 85v đến 264v hoặc 1 chiều có dải điện áp trong khoảng đến 300v . Điện áp ra là 2 cấp 5VDC/4A hoặc 24VDC/0.5A. Bảng dƣói đây là thông số cơ bản của nguồn loại PS 407 4A (6ES7407-Hình.1.10.ModulODA01). nguồn loại PS 407 4A Kích thƣớc 25x90x217 Điện áp ra Khối lƣợng 0.76 kg Dải điện áp ra :5.1/24 VDC Loại cáp có kích thƣớc 3x1.5 mm2 Dòng điện ra: 5VDC -4A Đƣờng kính của cáp 3 đến 9 mm 24VDC- 0.5A Điện áp vào: 120/230 VDC Dải dòng điện vào : 120/230 VAC U=120VAC 0.42A Điện áp cho phép : 80 to 300VDC U=120VDC 0.35A 80 to 264 VAC U=230VAC 0.22A Tàn số : 50/60 HZ U=230VDC 0.19A Dải tần số cho phép: 47 to 63 HZ 22
  24. b) Modul nguồn loại PS407 20A (6ES7407- ODA01-0AA0 ). Bảng dƣói đây là thông số cơ bản của nguồn loại PS 407 20A (6ES7407-ODA01-0AA0) Hình1.11. Modul nguồn loại PS 407 20A Kích thƣớc 75x90x217 Điện áp ra Khối lƣợng 2.2 kg Dải điện áp ra :5.1/24 VDC Loại cáp có kích thƣớc 3x1.5 mm2 Dòng điện ra: 5VDC -20A Đƣờng kính của cáp 3 đến 9 mm 24VDC- 1A Điện áp vào: 120/230 VDC Dải dòng điện vào : 120/230 VAC 120VAC/110VDC 1.5A Điện áp cho phép : 88 to 300VDC 230VAC/230VDC 0.8A 85 to 264 VAC Tàn số : 50/60 HZ Dải tần số cho phép: 47 to 63 HZ 1.2.1.4. Môdul mở rộng vào ra số. Các modul số dung biến đổi các tín hiệu các quá trình dạng nhị phân. CPU của các trạm SIMATIC nhận các thong tin về các dạng hoạt động của quá trình thong qua các modul vào số và can thiệp vào quá trinh thong qua 23
  25. các modul ra số . Tín hiệu số giữa các đƣờng truyền BUS và các quá trình đƣợc cách ly bằng cách ly quang. Các modul số có 1,2 hay 4 byte tƣơng ứng với 8, 16 hay 32 tín hiệu . Các modul số đƣợc đặt địa chỉ trong bảng trạng thái sao cho các trang thái Hình 1.12. Cấu hinh của modul mở tín hiệu có thể đựoc sử lý ở dạng bit rộng. .Các modul cải tiến các thông tin chuẩn đoán về các trạng thái của các môdul. 1.2.1.4.1Môdul vào Môdul vào sô biến đổi các tín hiệu ngoại lai thƣờng là 24V 1 chiều hay 120/230 thành mức tín hiệu nội bộ. Để cho các modul hoạt động chính xác, các cảm biến đầu vào phải đựoc qui định về điên áp và có thể cung cấp dòng vào đòi hỏi ỏ trạng thái tín hiệu “1” .Ngoài ra tín hiệu còn phải đƣợc lọc có nghĩa là loại bỏ nhiễu trên đƣờng dây và các điện áp quá độ phai giảm thiểu .Qúa trình lọc làm trễ tín hiệu vào . Các modul vsò số có xử lý tín hiệu ngắt quá trình có thẻ giảm sự trễ của tín hiệu vào này . Tuy nhiên nếu giảm độ trễ của tín hiệu vào cũng cần phải ghi nhớ mức độ chống nhiễu cũng cần phải giảm theo .Cần phải luôn kêt hợp giữa độ chống nhiễu cao ( thời gian trễ kéo dài )và độ tín hiệu tiếp nhân nhanh (thời gian trễ ngắn). a) Môdul vào số SM 421, DI 32x24 VDC( 6ES4721-1BL01-0AA0 ) Giới thiệu : -Với 32 đầu vào số , đƣợc phân thành 1 nhóm 32 bit. - Điện áp điịnh mức là 24V. 24
  26. Hình 1.13. Hình vẽ khối và các điểm đấu đầu vào của modul vào số SM421, 32X24VDC. Các thông số kỹ thuật : - Kích thƣớc W x H x D :25x290x210: - Trọng lƣợng :500g: - Số bit đầu vào :32: - Chiều dài của cáp: + Cáp không đƣợc bảo vệ : MAX 600m. + Cáp đƣợc bảo vệ : MAX 1000m. - Hiệu điên áp cho phép : 750VDC/60VAC. - Điện áp cách ly thử nghiệm : 500VDC. - Trạng thái hiển thị : bằng các đèn LED. Thông số lựa chọn cho các đầu vào là các cảm biến : - Điên áp vào: + Điện áp định mức: 24VDC. 25
  27. + Khi tín hiệu ở mức “1” : 13V đến 30V + Khi tín hiệu ở mức “0” :-30V đến 5V. - Dòng điện vào: + Khi tín hiệu ở mức “1” : 7Ma. Thời gian trễ cho các thông số đầu vào: + Khi chuyển từ “0” sang “1” : 1.2ms đến 4.8ms. + Khi chuyển từ mức “1” về “0” : 1.2ms đến 4.8ms. b) Modul vào số SM421,DI 16x24VDC. Giới thiệu: - 16 đầu vào đƣợc chia thành 2 nhóm mỗi nhóm gồm 8 đầu vào. - Tốc độ xử lý rất nhanh 50µs. - Điện áp vào định mức là 24VDC. - Đƣợc phân biệt lỗ ingoài và lỗi trong. - Lập trình chuẩn đoán . - Lập trình chuẩn đoán bên trong. - Lập trình phần cứng bên trong. - Lập trình cho các trễ đầu vào Các thông số kỹ thuật : Hình1.14. Hình vẽ sơ đồ khối và các điểm đấu của modul vào SM421,DI 16x24. 26
  28. + Kích thƣớc WxDxH : 25x290x210. + Trọng lƣợng : 600g. + Số đầu vào : 16. + Chiều dài cáp cho phép không có bảo vệ tƣơng ứng với độ trễ đầu vào : 0.1ms - max 20m 1.5ms - max 50m 3ms - max 600m + Chiều dài cáp có bảo vệ vỏ bọc. 0.1ms - max 30m 0.5ms - max70m 3ms - max 1000m + Điện áp định mức 24VDC. + Điện áp cho phép 75VDC/60VAC. + Thời gian trễ của các nhóm 0.05ms / 0.5ms : là max 50µs. + Thời gian trễ của các nhóm 0.05ms / 0.1ms : là max 70µs. + Cho ≥ 0.5ms : là max 180ms. Các thông số cần thiêt cho việc lựa chọn các cảm biến . +Điện áp vào Điện áp định mức 24VDC. Cho mức “1” là 11V đến 30V. Cho mức “0” là -30V đến 5V. + Dòng điện đầu vào ,. Cho mức “1” là 6mAđến 10mA Cho mức “0” là < 6mA + C ảm bi ến cung c ấp ngu ồn ra . S ố đ ầu ra :2. Điện áp ra v ới t ải : (-2.5Ma) Dòng điện ra định mức 1200mA Dải dòng điện cho phép : 0 tới 200mA 27
  29. 1.2.1.4.2). Modun ra số §Ó cã thÓ giao tiÕp ®•îc trong qu¸ tr×nh xö lý, c¸c bé CPU ®ßi hái cã c¸c bé biÕn ®æi tÝn hiÖu ®Ó biÕn ®æi c¸c tr¹ng th¸i tÝn hiÖu néi bé thµnh møc ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn sö dông trong c¸c qu¸ tr×nh . C¸c m«-®un ra digital cã bé nhí ®Ó l•u tr÷ c¸c d÷ liÖu nhËn ®•îc vµ chuyÓn c¸c th«ng tin nµy tíi bé khuÕch ®¹i. Bé khuÕch ®¹i nµy sÏ t¹o ra c¸c kh¶ n¨ng ®ãng c¾t cÇn thiÕt. Víi bé khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p mét chiÒu, b¶o vÖ ng¾n m¹ch ®•îc thùc hiÖn b»ng c¸c m¹ch ®iÖn tö . Cßn víi bé khuÕch ®¹i xoay chiÒu, th× b¶o vÖ ng¾n m¹ch b»ng cÇu ch×. Khi lùa chän c¸c m«-®un ra digital, cÇn ph¶i xÐt ®Õn c«ng suÊt ®ãng c¾t, møc t¶i cho phÐp vµ dßng ®iÖn d•. ë tr¹ng th¸i tÝn hiÖu "0", dßng ®iÖn nµy kh«ng ®•îc d•íi giíi h¹n cho phÐp, nÕu kh«ng, bé phËn thùc hiÖn ( bé t¸c ®éng ) sÏ kh«ng ®¸p øng ®•îc tÝn hiÖu ngõng ( STOP). Trong chÕ ®é ho¹t ®éng NGõNG ( STOP vµ HALT ) , vµ c¶ trong giai ®o¹n khëi ®éng thùc hiÖn ch•¬ng tr×nh, mét tÝn hiÖu cÊm ®Çu ra ( OD : output disable signal ) cã thÓ lµm v« hiÖu ho¸ tÊt c¶ c¸c m«-®un RA digital. Trong tr¹ng th¸i nµy, c¸c m«- ®un ra kh«ng cung cÊp mét ®iÖn ¸p nµo kh«ng ®•a ra mét gi¸ trÞ thay thÕ nµo, vµ còng kh«ngHình1.15.Cấu duy tr× gi¸ hình trÞ saumodul cïng ra. số. Thông số kỹ thuật của modul vào SM 432 + Các đầu ra dung cho SIMATIC S7-400 + Dùng để nối tới các van điện từ, công tắc tơ, động cơ nhỏ, đèn và các bộ khởi động động cơ nhỏ. + Có các loại 16 và 32 đầu ra. số đầu ra 16 16 32 32 16 16 điện áp tải 24VDC 20 tới 24VDC 24VDC 120/230VAC 230/60 định mức 125VDC VDC 28
  30. 1.2.1.5. Môdul mở rộng vào ra tƣơng tự. M«-®un analog lµ bé biÕn ®æi tÝn hiÖu dïng cho c¸c tÝn hiÖu qu¸ tr×nh analog. M«-®un tÝn hiÖu analog biÕn ®æi c¸c tÝn hiÖu analog cña qu¸ tr×nh thµnh c¸c tÝn hiÖu digital ®Ó xö lý trong CPU cña c¸c tr¹m SIMATIC. C¸c m«-®un ra analog biÕn ®æi c¸c tÝn hiÖu digital tõ c¸c tr¹m SIMATIC thµnh c¸c tÝn hiÖu analog ®Ó dÉn tíi c¸c qu¸ tr×nh, thÝ dô Hình1.16.Cấu hình modul tương tự. nh• ®•a c¸c gi¸ trÞ chØnh ®Þnh tíi c¸c c¬ cÊu chÊp hµnh ( bé t¸c ®éng ) . Mçi ®¹i l•îng analog, thÝ dô nh• c¸c ®¹i l•îng ®o l•êng hoÆc chØnh ®Þnh, chiÕm gi÷ mét " kªnh " trong c¸c m«-®un ®ã. C¸c m«-®un analog cã 4,8 hay 16 kªnh t•¬ng øng víi 8,16 hay 32 byte. Mét gi¸ trÞ analog ®· sè ho¸ ®•îc biÓu thÞ néi bé nh• mét sè nguyªn 16 bit ( d÷ liÖu lo¹i INT). C¸c m«-®un analog tiªn tiÕn cã c¸c th«ng tin chÈn ®o¸n vÒ t×nh tr¹ng cña c¸c m«-®un hoÆc c¸c th«ng tin vÒ c¸c gi¸ trÞ giíÝ h¹n. C¸c m«-®un analog nªn ®•îc ®Æt ®Þa chØ ngoµi b¶ng tr¹ng th¸i qu¸ tr×nh, ®Æc biÖt khi ®•îc ®äc hoÆc ghi trùc tiÕp. §ã lµ tr•êng hîp m¹ch ®iÒu khiÓn vßng kÝn mµ chu kú xö lý ®éc lËp víi ch•¬ng tr×nh chÝnh. 1.2.1.5.1. C¸c m«-®un vào analog C¸c m«-®un vào analog sö dông ph•¬ng ph¸p tÝch ph©n ®Ó biÕn ®æi c¸c tÝn hiÖu analog nhËn ®•îc tõ qu¸ tr×nh ( ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, ®iÖn trë ) thµnh c¸c ®¹i l•îng digital. Tuú theo tÇn sè ®iÖn ¸p sö dông ( 400/60/50/10 Hz) qu¸ tr×nh biÕn ®æi sÏ kÐo dµi 2.5/20/20/100 mili gi©y. §é ph©n gi¶i t•ong ®èi cao ( 9/12/12/15 bit + dÊu ) Gi¶i ®iÖn ¸p/dßng c¬ b¶n ®•îc ®Æt b»ng c¸c nóm m·. Sö dông bé c«ng cô STEP 7 HW ®Ó chØnh ®Þnh c¸c gi¸ trÞ mét c¸ch chÝnh x¸c h¬n. 29
  31. Giới thiệu 1 số modul vào tƣơng tự a) Modul mã hiệu SM 431 , AI 8x13 bit + Có 8 đầu vào cho đo áp và đo dòng + Có 4 đầu vào cho đo điện trở + Dải đo có thể thay đổi đƣợc . + Độ phân giải 13 bit + Khối tƣơng tự đƣợc cách ly từ CPU 1.2.1.5.2. C¸c m«-®un ra analog Hình1.17 :Hình khối của môdul vào SM 431, 8x13 bit các điểm đấu đầu C¸c m«-®un RA analogvào biÕn củ a ®æi môdul c¸c gi¸ trÞ digital thµnh ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn analog cho c¸c qu¸ tr×nh. Cã c¸c m«-®un kh¸c nhau víi c¸c gi¶i ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn kh¸c nhau. C¸c tÝn hiÖu bªn trong vµ bªn ngoµi ®•îc c¸ch ly vÒ ®iÖn . C¸c gi¸ trÞ digital nhËn tõ CPU ®•îc l•u tr÷ trong bé nhí cña m«-®un. Tõ ®ã c¸c gi¸ trÞ nµy chuyÓn qua bé biÕn ®æi digital-analog ®Ó biÕn thµnh c¸c ®¹i l•îng analog trong kho¶ng 0.8/1.5 mili gi©y vµ ®ù¬c chuyÓn tíi c¸c qu¸ tr×nh. 30
  32. Môdul ra tƣơng tự SM 432, AO 8x13 bit. Đặc điểm : + Có 8 đầu ra. + Các đầu ra biểu hiển dƣới dạng dòng và áp. + Độ phân dải 13 bit. + Đƣợc cách điện với CPU và tải điện áp. + Điện áp cực đại cho phép nằm giữa các kênh là 30 VDC. Các thông số kỹ thuật của môdul SM 432, AO 8x 13 bit: Kích thƣớc: 25 x2 290 x 210. Trọng lƣợng: 650g. Hình 1.18. Hình khối và các điểm đấu dây của môdul ra tương tự SM 432, AO 8x 13 bit: Số đầu ra : 8. Chiều dài của cáp: max 200m. Điện áp cung cấp: 24 VDC. Dải điện áp định mức : 24VDC. Điện áp cho phép: + Điện áp ra trung bình : 3VDC. 31
  33. + Điện áp trung gian giữa M ANA và M interface: 75VDC/60VAC. + Điện áp cách ly thử nghiệm: - Điện áp trung gian giữa BUS và L+/M: 2120VDC. - Điện áp trung gian giữa BUS và Analog section: 2120VDC. - Điện áp Analog section và L+/M : 70VDC. Dòng điện tiêu thụ: + Nguồn cung cấp và tải L+ : Max 400Ma + Từ phía sau đƣờng trục chính : Max 150Ma. Thời gian cơ bản ( với tất cả các k ênh cho phép ). + Trong dải điện áp 1V đến 5V: 3.36Ms. + Với tất cả cá dải khác : 2.4Ms. Thời gian cài đặt: + Với tải là điện trở: 0.1Ms. + Với tải là tụ điện: 2.5Ms. + Với tải cảm ứng: 0.5Ms. Điện áp ra nằm trong dải nhiệt độ cho phép : + 1V sai số 0.5℅ + 0V đến 5V sai số 0.5℅ + 1V đến 5V sai số 0.5℅ Dòng điện ra: 20Ma sai số 1℅ + 4mA t ới 20mA sai số 1℅ Điện áp tại nhiệt đ ộ l à 25 đ ộ: + 1V sai số 0.5℅ 0V đến 5V sai số 0.5℅ 1V đến 5V sai số 0.5℅ 32
  34. Ch•¬ng 2 CẤU TRóC PHẦN MỀM CỦA PLC S7-400 2.1. PHẦN CHIA BỘ NHỚ Các vùng nhớ của PLC. - Vùng nhớ chƣơng trình : Chứa chƣơng trình cho ngƣời sử dụng có thể là RAM hay EEPRAM trong CPU hay trên thẻ nhớ. - Vùng nhớ làm việc : là RAM chứa chƣơng trình do vùng nhớ chuyển qua. - Vùng nhớ hệ thống : phục vụ chƣơng trình cho ngƣời dung, bao gồm timer, count hay vùng nhớ dữ liệu M. Cụ thể bộ nhớ của CPU S7-400 đƣợc chia ra làm 3 vùng chính. 2.1.1. Vùng nhớ chƣơng trình ứng dụng Vùng nhớ đƣợc chia ra thành 3 miền. - OB: (Orangnisation Block ): Miền nhớ chƣơng trình tổ chức. - FC: ( Function): Miền nhớ chƣơng trình con đƣợc tổ chức thành các hàm có biế hình thức để trao đổi dữ liệu với chƣơng trình đã gọi. - FB: (Function Block): Miền chứa chƣơng trình con đƣợc tổ chức thành các hàm và có khả năng trao đổi dữ liệu với 1 khối chƣơng trình khác . Các dữ liệu cần phải xây dựng thành 1 khối dữ liệu riêng ( gọi là DB _ Data Block ). 2.1.2. Vùng chứa tham số của hệ điều hành và của chƣơng trình ứng dụng Vùng này đƣợc chia thành các miền khác nhau cụ thể là. - I (Process image input ): Miền bộ đệm các cổng dữ liệu vào số . Trƣớc khi thực hiện chƣơng trình PLC sẽ đọc tất cả các giá trị logic của tất cả các đầu vào và cất chúng vào vùng nhớ I.Chƣơng trình ứng dụng chỉ lấy dữ liệu từ cổng vào từ bộ đệm I. 33
  35. - Q ( Proces image output ): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra số . Kết thuác giai doạn thực hiện chƣơng trình , PLC sẽ chuyển các giá trị logic của Q tới cổng ra số. - M: Miền các biến cờ . Chƣơng trình ứng dụng sử dụng các vùng nhớ này để lƣu các tham số cần thiết và có thể truy nhập vào nó theo bit M ,byte (MB), từ (W), hay từ kép (MD). - T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian bao gồm việc lƣu trữ các giá trị thời gian đặt PV , giá trị thời gian tức thời cùng nhƣ giá trị logic đầu ra của bộ thời gian . -C:Miền nhớ phục vụ bộ đếm bao gồm việc lƣu các giá trị đặt trƣớc PV ,giá trị đếm tức thời CV, và giá trị đầu ra của bộ đếm. - PI: Miền địa chỉ của các cổng vào modul tƣơng tự . - PQ; Miền địa chỉ cho các cổng ra cho các modul tƣơng tự. 2.1.3. Vùng chứa các khối dữ liệu Vùngnày đƣợc chia thành 2 loại chính: - DB (Data Block ) : Miền chứa dữ liệu đƣợc tổ chức thành các khối. - L (Local Data Block ) : Miền chứa các dữ liệu địa phƣơng đƣợc các khối chƣơng trình FB,FC,OB tổ chức và sử dụng cho các biến nháp tức thời và trao đổi dữ liệu của hình thức với các khối chƣơng trình đã gọi. 2.2. Vßng quÐt ch•¬ng tr×nh PLV thực hiện chƣơng trình theo chu trình lặp. Mỗi 1 vòng lặp đƣợc gọi là 1 vòng quét. Mỗi vòng quét đƣợc bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chƣơng trình. Trong từng vòng quét chƣơng trình đựoc thực hiện từ lệnh đầu tiên tới lệnh kết thúc của khối OB1. Sau giai đoạn thực hiện chƣơng trình là giai đoạn chuyển các nội dung của các bộ đệm Q tới các cổng ra số .Vòng quét đƣợc kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. 34
  36. Thời gian cần thiết để PLC thực hiện 1 vòng quét đƣợc gọi là thời gian vòng quét. Thời gian vòng quét là cố 4. Chuyển dữ liệu từ 1. Nhập bộ đệm giữ liệu ảo ra từ ngoại ngoại vi vi vào bộ đệm 2. Thực 3.Truyền hiện thông và chƣơng tự kiểm trình tra lỗ i Hình 2.1 : Vòng quét (scan) trong S7-400 1. Giai đoạn nhập giữ liệu từ ngoại vi. 2. Giai đoạn thực hiên chƣơng trình. 3. Giai đoạn truyền thông và tự kiểm tra lỗi. 4. Giai đoạn chuyển từ bộ đệm ảo ra ngoại vi. 2.3. CẤU TRÚC CỦA CHƢƠNG TRÌNH Chƣơng trình của S7-400 đƣợc lƣu trong bộ nhớ của PLC ở vùng dành riêng cho chƣơng trình và có thể đƣợc tạo lập ở hai dạng cấu trúc sau: 2.3.1. .Lập trình tuyến tính Toàn bộ chƣơng trình điều khiển chƣơng trình nằm trong một khối bộ nhớ. Cấu trúc này phù hợp với bài toán tự động nhỏ, không phức tạp.Khối phải đựoc chọn là khối OB1, là khối mà PLC luôn quét và thực hiện các lênh trong nó thƣòng xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay lai. 35
  37. Lệnh 1 Vòng quét Lệnh2 OB Lệnh3 Hình 2.2 : Lập trình tuyến tính. 2.3.2. Lập trình có cấu trúc Lập trình có cấu trúc là kỹ thuật cài đặt thuật toán điều khiển bằng cách phân chia nhỏ thành các khối chƣơng trình con FC hay FB với một khối thực hiện một nhiệm vụ cụ thể của bài toán điều khiển chung và toàn bộ khối chƣơng trình này lại đựoc quản lý thống nhất bằng một khối OB1.Trong khối OB1 có các lệnh thực hiện gọi những khối chƣơng trình con theo thứ tự phù hợp với bài toán điều khiển đặt ra . Hoàn toàn tƣơng tự, một nhiệm vụ điều khiển còn đƣợc chia nhỏ thành nhiều nhiệm vụ nhỏ và cụ thể hơn nữa , do đố 1 khối chƣơng trình con cũng có thể đựoc gọi là khối chƣơng trình con khác. Duy có 1 điều cấm kỵ là chƣơng trình con không bao jìơ gọi đến chƣơng trình chính .Ngoài ra nó còn hạn chế về ngăn xếp của các modul CPU không đựoc tổ chức chƣơng trình con gọi lồng vào nhau quá số lần mà modul CPU đựoc sử dụng cho phép .Để đơn giản trong trình bày, khi một chƣơng trình con này đƣợc gọi một chƣơng trình con khác, ta sẽ ký hiệu khối chứa lệnh gọi là khối mẹ và klhối đựoc gọi là khối con.Hình dƣới đây mô tả quy trình thực hiện 1 lệnh gọi 1 khối con FC10 từ khối mẹ OB1. 36
  38. FC10 Chuyển FC10 vào Work memory, cấp phát local block và gán giá trị từ OB1 OB1 CallFC10 Trả tham trị về OB1 .Xoá FC10 và local block trong work memory BE Hình 2.3: Quy trình gọi khối con của OB1 Trong PLC S7-400 có 4 loại khối cơ bản . + Loại khối OB: Khối tổ chức và quản lý chƣơng trình điều khiển. Có nhiều loại khối OB với chức năng khác nhau. + Loại khối FC: Khối chƣơng trình với những chức năng riêng giống nhƣ 1 chƣơng trình con hoặc 1 hàm ( chƣơng trình có nhiều biến thức ). + Loại khối FB: Là loại khối FC đặc biệt có khả năng trao đổi 1 lƣợng dữ liệu lớn với các chƣơng trình khác . + Loại khối DB: Là khối chứa các dữ liệu cần thiết để thực hiện chƣơng trình. Các tham số do ngƣời dung tự đặt. 37
  39. 2.4.NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PLC S7-400 có 4 loại ngôn ngữ lập trình cơ bản: + Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu STL ( Statement lits ). Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thƣờng của máy tính.Chƣơng trình đƣợc ghép nối nhiều câu lệnh theo 1 thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm 1 hàng và có cấu trúc chung “ câu lệnh + toán hạng “. + Ngôn ngữ “ hinh thang “, ký hiệu là LAD (Ladder logic ). Đây là dạng ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với ngƣời quen thiết kế mạch điều khiển logic. + Ngôn ngữ “hinh khối” , ký hiệu FBD (Function Block Diagram ). Đây cũng là kiểu ngôn ngữ đồ hoạ dành cho ngƣời có thói quen thiết kế mạch điều khiển số. Hình 2.3 : Ba kiểu ngôn ngữ lập trình cho S7-400. 38
  40. 2.4.1. Ngôn ngữ STL của S7-400. 24.1.1. Lệnh A/AN Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ A/AN I/Q a.b AND/AND NOT M a.b Đầu vào/đầu ra 1*/2 L a.b Bit nhớ 1 /2 DBX a.b Bit vùng dữ liệu 2 DIX a.b Bit dữ liệu 2 c [d] Bit đối tƣợng dữ liệu 2 c [AR1,m] Bộ nhớ-gián tiếp,vùng-bên trong 2 Bộ đếm-ind,vùng-bên trong(AR1) 2 c [AR2,m] Bộ đếm-ind,vùng-bên trong(AR2) 2 vùng-đƣờng giao(AR1) 2 [AR1,M] vùng-đƣờng giao(AR2) 2 [AR2,M] Thông qua tham số 2 Tham số + Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - Yes - Yes Yes kiện Kết - - - - - Yes Yes Yes 1 quả 39
  41. 2.4.1.2. Lệnh O/ON Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ O/ON I/Q a.b AND/AND NOT M a.b Đầu vào/đầu ra 1*/2 L a.b Bit bộ nhớ 1 /2 DBX a.b Bit dữ liệu vùng 2 DIX a.b Bit dữ liệu 2 c [d] Bit đối tƣợng dữ liệu 2 c [AR1,m] Bộ nhớ-gián tiếp,khu vực- 2 bên trong 2 c [AR2,m] Bộ đếm-ind,khu vực-bên 2 trong(AR1) 2 [AR1,M] Bộ đếm-ind,khu vực-bên 2 [AR2,M] trong(AR2) 2 Tham số Khu vực-đƣờng giao(AR1) Khu vực-đƣờng giao(AR2) Thông qua tham số Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes Yes kiện Kết - - - - - 0 Yes Yes 1 quả 40
  42. 2.4.1.3. Lệnh X/XN Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ X/XN I/Q a.b AND/AND NOT M a.b Đầu vào/đầu ra 1*/2 L a.b Bit bộ nhớ 1 /2 DBX a.b Bit dữ liệu vùng 2 DIX a.b Bit dữ liệu 2 c [d] Bit đối tƣợng dữ liệu 2 c [AR1,m] Bộ nhớ-gián tiếp,vùng-bên 2 trong 2 c [AR2,m] Bộ đếm-ind,vùng-bên 2 trong(AR1) 2 [AR1,M] Bộ đếm-ind,vùng-bên 2 [AR2,M] trong(AR2) 2 Tham số vùng-đƣờng giao(AR1) vùng-đƣờng giao(AR2) Thông qua tham số Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes Yes kiện Kết - - - - - 0 Yes Yes 1 quả 41
  43. 2.4.1.4. Các lệnh bit logic tạo nhánh song song Lệnh Địa chi ID Mô tả Độ dài của từ A( AND dấu ngoặc trái 1 AN( AND NOT dấu ngoặc trái 1 O( OR dấu ngoặc trái 1 ON( OR NOT dấu ngoặc trái 1 X( Dành riêng OR dấu ngoặc 1 trái XN( Dành riêng OR NOT dấu 1 ngoặc trái Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - Yes - Yes Yes kiện Kết - - - - - 0 Yes Yes 1 quả 2.4.1.5. Lệnh ORing của AND Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ O Công việc ORing của AND 1 có cách mắc theo định luật AND trƣớc OR. Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes Yes kiện Kết - - - - - Yes 1 - Ýes quả 42
  44. 2.4.1.6.Lệnh logic sử dụng với TIMER và COUNTERS Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ A/AN AND/AND NOT T f Timer 11)/2 T [e] Timer,bộ nhớ-định địa chỉ 2 gián tiếp C f Counter 11)/2 C [e] Counter,bộ nhớ,định địa chỉ 2 gián tiếp Timer Timer, counter.định địa chỉ 2 para.counter thông qua tham số. para Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - Yes - Yes Yes kiện Kết - - - - - Yes Yes Yes 1 quả 43
  45. Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ O/ON OR/OR NOT T f Timer 11)/2 T Timer,bộ nhớ-địa chỉ gián tiếp 11)/2 [e]C Counter, 2 F Counter,bộ nhớ-địa chỉ gián 2 C [e] tiếp Timer para Timer/counter,địa chỉ qua tham 2 Counter para số X/XN Chuyên biệt OR/ Chuyên biệt OR NOT Timer 2 T f Timer,bộ nhớ-địa chỉ gián tiếp 2 T Counter, 2 [e]C Counter,bộ nhớ-địa chỉ gián 2 F tiếp C [e] Timer para Bộ định thời chuyên biệt về 2 Counter para OR/bộ đếm(địa chỉ qua tham số) Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes Yes kiện Kết - - - - - 0 Yes Yes 1 quả 44
  46. Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ A/AN ==0 AND/AND NOT 1 O/OR OR/OR-NOT X/XN EXCLUSIVE OR/ EXCLUSIVE-OR-NOT Kết quả=0 (A1=0 và A0=0) >0 Kết quả>0 1 (CC1=1 và CC0=0) 0 Kết quả 0 1 (CC1=0 và CC0=1) hoặc (CC1=0 và CC0=0) =0 Kết quả >=0 1 CC1=1 và CC0=0) hoặc (CC1=0 và CC0=0) 45
  47. Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - Yes Yes - - Yes - Yes Yes kiện Kết - - - - - Yes Yes Yes 1 quả 2.4.1.7.Đánh giá điều kiện sử dụng AND/OR và EXCLUSIVE OR,tiếp tục Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài từ A/AN AND/AND-NOT 1 O/OR OR/OR-NOT X/XN EXCLUSIVE-OR/ UO EXCLUSIVE-OR/ Chỉ dẫn không có cấu trúc xử lí (CC1=1,CC0=0) OS AND OS=1 1 BR AND BR=1 1 OV AND OV=1 1 Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều Yes Yes Yes Yes Yes Yes - Yes Yes kiện Kết - - - - - Yes Yes Yes 1 quả 46
  48. 2.4.1.8. Lệnh phát hiện sƣờn xung Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài từ FP/FN I.Q a.b Cực dƣơng/cực âm đƣợc chỉ 2 M a.b báo bởi RLO =1.Bit địa chỉ 2 L a.b đƣợc chỉ dẫn cho bộ nhớ bit 2 DBX a.b 2 DIX a.b 2 c [d] 2 c 2 [AR1,m] 2 c 2 [AR2,m] 2 [AR1,m] 2 [AR2,m] Tham số Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes - kiện Kết - - - - - 0 Yes Yes 1 quả 47
  49. 2.4.1.9.Lệnh SET, RESET. Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài từ S Cài đặt địa chỉ bit tới 1 11) R Cài đặt địa chỉ bit tới 0 11) I/Q a.b Vào/ra 2 M a.b Bộ nhớ bit 2 L a.b Vùng dữ liệu bit 2 DBX a.b Dữ liệu bit 2 DIX a.b Đối tƣợng dữ liệu bit 2 c [d] Bộ nhớ-gián tiếp,vùng-bên trong 2 c [AR1,m] bộ đếm-gián tiếp, vùng-bên 2 c [AR2,m] trong(AR1) 2 [AR1,m] bộ đếm-gián tiếp, vùng-bên 2 [AR2,m] trong(AR2) Tham số vùng-giao nhau(ẢR1) vùng-giao nhau(ẢR2) qua tham số Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes - kiện Kết - - - - - 0 Yes - 1 quả 48
  50. 2.4.1.10.Lênh Đầu ra. Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ = I/Q a.b Gán RLO 11)/2 M a.b Tới đầu vào/đầu ra 11)/2 L a.b Tới bit bộ nhớ 2 DBX a.b Tới vùng bit dữ liệu 2 DIX a.b Tới bit dữ liệu 2 c [d] Bộ nhớ-gián tiếp.vùng-bên 2 c trong 2 [AR1,m] Bộ đếm-gián tiếp. vùng-bên trong(AR1) 2 c Bộ đếm-gián tiếp. vùng-bên [AR2,m] trong(AR2) 2 Vùng giao nhau(AR1) 2 [AR1,m] Vùng giao nhau(AR2) 2 [AR2,m] Qua tham số Tham số Nội dung của thanh ghi trạng thái BIE A1 A0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - Yes - Yes Yes kiện Kết - - - - - Yes Yes Yes 1 quả 49
  51. 2.4.1.11.Lệnh TIMER Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài từ SP T f Khởi động Timer bằng xung trên biên 11) T [e] thay đỏi từ 0 tới 1 Timer para 2 SE T f Khởi động Timer bằng xung mở rộng 11) T [e] trên biên thay đỏi từ 0 tới 1 Timer para 2 SD T f Khởi động Timer bằng ấn ON chậm 11) T [e] trên biên thay đỏi từ 0 tới 1 Timer para 2 SS T f Khởi động Timer bằng ấn giữ lại ON 11) T [e] trên biên thay đỏi từ 0 tới 1 Timer para 2 SF T f Khởi động Timer bằng ấn OFF chậm 11) T [e] trên biên thay đỏi từ 0 tới 1 Timer para 2 Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes - kiện Kết - - - - - 0 - - 1 quả 50
  52. Cấu trúc timer,tiếp theo Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ FR T [f] Bộ định thời kích hoạt cho khởi 11)/2 T [e] động lại trên thay đổi biên từ 0 Timer para tới 1 2 R T [f] Khởi động lại timer 11)/2 T [e] Timer para 2 Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes - kiện Kết - - - - - 0 - - 1 quả 1.2.Lệnh COUNTER Giá trị đếm phải trong ACCU1_L trong dạng của mã BC Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dai của từ S C f Sự thiết lập của bộ đếm trên 11)/2 C [e] thay đổi biên từ 0 tới 1 Counter para 2 R C f Khởi động lại bộ đếm từ 0 khi 11)/2 C [e] RLO =1 Counter para 2 CU C f Độ lớn bộ đếm bởi 1 trên biên 11)/2 C [e] thay đổi từ 0 tới 1 Counter para 2 CD C f Độ giảm bộ đếm bởi 1 trên biên 11)/2 C [e] thay đổi từ 0 tới 1 Counter para 2 51
  53. Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes - kiện Kết - - - - - 0 - - 0 quả Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ FR C f Kích hoạt bộ đếm trên biên 11)/2 C [e] thay đổi từ 0 tới 1 Counter para 2 Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes - kiện Kết - - - - - 0 - - 0 quả 13. Lệnh load Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ L Tải 11)/2 IB a Byte vào 11)/2 QB a Byte ra 2 PIB a Vùng byte vào2) 13)/2 MB a Bit nhớ byte 2 LB a Vùng byte dữ liệu 2 DBB a Byte dữ liệu 2 DIB a Ví dụ byte dữ liệu đƣa về ACCU1 2 52
  54. g [d] Bộ nhớ-gián tiếp,vùng-trong 2 g [AR1,m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR1) 2 g [AR2,m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR2) 2 B[AR1,m] Vùng-giao nhau(AR1) 2 B[AR2,m] Vùng –giao nhau(AR2) 2 tham số Qua thông số 2 L Tải 11)/2 IW a Vào từ 11)/2 Ra từ QW 2 Phạm vi vào từ 2) PIW a 13)/2 Bit nhớ từ MW a 2 Vùng dữ liệu từ LW a 2 dữ liệu từ DBW a 2 ví dụ dữ liệu từ đƣa về ACCU1-L DIW a 2 h [d] Bộ nhớ-gián tiếp,vùng-trong 2 h [AR1,m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR1) 2 h [AR2,m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR2) 2 W [AR1,m] Vùng-giao nhau(AR1) 2 W [AR2,m] Vùng –giao nhau(AR2) 2 tham số Qua thông số 2 L Tải 11)/2 Ida Vào từ kép 11)/2 QD a Ra từ kép 2 PID a Phạm vi vào từ kép 2) 13)/2 MD a Bit nhớ từ kép 2 LD a Vùng dữ liệu từ kép 2 DBD a dữ liệu từ kép 2 DID a ví dụ dữ liệu từ kép đƣa về ACCU1 2 53
  55. i [d] Bộ nhớ-gián tiếp,vùng-trong 2 i [AR1,m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR1) 2 i [AR2,m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR2) 2 D [AR1,m] Vùng-giao nhau(AR1) 2 D [AR2,m] Vùng –giao nhau(AR2) 2 Tham số Qua thông số 2 L Tải k8 Hằng số 8bit đƣa về ACCU1-LL 1 k16 Hằng số 16bit đƣa về ACCU1-L 2 k32 Hằng số 32bit đƣa về ACCU1 3 Tham số Hằng số tải đƣa về ACCU1 2 L 2#n Hằng số nhị phân Tải 16 bit đƣa về 2 ACCU1-L Hằng số nhị phân tải 32 bit đƣa về 3 ACCU1 B#16#p Hằng số hecxa tải 8 bit đƣa về 1 ACCU1-L L W#16#p Hằng số hecxa tải 16 bit đƣa về 2 ACCU1-L DW#16#p Hằng số hecxa tải 32 bit đƣa về 3 ACCU1 L „x‟ Đặc điểm tải 1 2 „xx‟ Đặc điểm tải 2 2 „xxx‟ Đặc điểm tải 3 3 „xxxx‟ Đặc điểm tải 4 3 L D#time value Tải IEC date 3 L S5T#time Hằng số thời gian tải S7(16 bit) 2 value 54
  56. L TOD#time Hằng số thời gian tải IEC 3 value L T#time value Hằng số thời gian tải 16bit 2 L C#count Hằng số thời gian tải 32bit 3 value L B#(b1.b2) Hằng số load counter(mã BCD) 2 L B#(b1,b2,b3, Hằng số tải bằng byte(b1,b2) 2 b4) Hằng số tải bằng 4byte(b1,b2,b3,b4) 3 L P# bit pointer Tải bit con trỏ 3 L L#integer Hằng số tải 32 bit nguyên 3 L Số thực Tải động-con trỏ số 3 Sử dụng lệnh Load với Timer và Counter Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ L T f Tải giá trị thời gian 11)/2 T (e) Thông số timer Tải giá trị thời gian(địa chỉ 2 qua thông số) L C f Tải giá trị đếm 11)/2 C (e) Thông số counter Tải giá trị đếm(địa chỉ qua 2 thông số) LC T f Tải giá trị thời gian trong 11)/2 T (e) BCD Thông số timer Tải giá trị thời gian trong 2 BCD(địa chỉ qua thông số) LC C f Tải giá trị đếm trong BCD 11)/2 C (e) Thông số counter Tải giá trị đếm trong 2 BCD(địa chỉ qua thông số) 55
  57. 2.4.1.14. Lệnh Transfer Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ T Chuyển nội dung của ACCU1-LL IBa tới 11)/2 QB a Byte vào 11)/2 PQB a Byte ra 2 MB a Phạm vi byte ra2) 13)/2 LB a Bit nhớ byte 2 DBB a Vùng byte dữ liệu 2 DIB a Byte dữ liệu 2 Ví dụ byte dữ liệu g [d] Bộ nhớ-gián tiếp,vùng-trong 2 g [AR1.m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR1) 2 g [AR2.m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR2) 2 B [AR1.m] Vùng-giao nhau(AR1) 2 B [AR2.m] Vùng –giao nhau(AR2) 2 Tham số Qua thông số 2 T Chuyển nội dung của ACCU1-L tới IW Từ vào 11)/2 QW Từ ra 11)/2 PQW Từ ra ngoài cùng 2 MW Bit nhớ từ 13)/2 LW Vùng dữ liệu từ 2 DBW Dữ liệu từ 2 DIW Mẫu dữ liệu từ 2 56
  58. h [d] Bộ nhớ-gián tiếp,vùng-trong 2 h [AR1,m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR1) 2 h [AR2,m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR2) 2 W [AR1,m] Vùng-giao nhau(AR1) 2 W [AR2,m] Vùng –giao nhau(AR2) 2 Tham số Qua thông số 2 T Chuyển nội dung của ACCU1 tới Ida Từ kép vào 11)/2 QD a Từ kép ra 11)/2 PQD a Phạm vi từ kép ra 2 MD a Bit nhớ từ kép 13)/2 LD a Vùng Từ kép dữ liệu 2 DBD a Từ dữ liệu 2 DID a Ví dụ Từ kép dữ liệu 2 T i [d] Bộ nhớ-gián tiếp,vùng-trong 2 i [AR1.m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR1) 2 i [AR2.m] Thanh ghi-gián tiếp,vùng-trong(AR2) 2 D [AR1.m] Vùng-giao nhau(AR1) 2 D [AR2.m] Vùng –giao nhau(AR2) 2 Tham số Qua thông số 2 57
  59. 2.4.1.15. Lệnh LOAD và TRANSFER cho thanh ghi địa chỉ. Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ LAR1 - Tải nội dung từ . AR2 ACCU1 DBD a địa chỉ Thanh ghi 2 DID a từ kép dữ liệu m Ví dụ từ kép dữ liệu LD a Hằng số 32bit MD a Vùng dữ liệu từ kép Bit nhớ từ kép trở về AR1 LAR2 Tải nội dung từ . - ACCU1 DBD a từ kép dữ liệu DID a Ví dụ từ kép dữ liệu M Hằng số 32bit LD a Vùng dữ liệu từ kép MD a Bit nhớ từ kép trở về AR2 TAR1 - Nội dung Transfer từ AR1 trong 1 AR2 ACCU1 1 DBD a địa chỉ Thanh ghi 2 2 DID a từ kép dữ liệu 2 LD a Ví dụ từ kép dữ liệu 2 MD a Vùng dữ liệu từ kép 2 Bit nhớ từ kép TAR2 - Nội dung Transfer từ AR2 trong 1 DBD a ACCU1 2 58
  60. DID a từ kép dữ liệu 2 LD a Ví dụ từ kép dữ liệu 2 MD a Vùng dữ liệu từ kép 2 Bit nhớ từ kép CAR Chuyển đổi nội dung của AR1 và 1 AR2 Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ L STW Trạng thái tải từ trong ACCU1 Nội dung của thanh ghi trạng thái BIE A1 A0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - Yes - Yes Yes kiện Kết - - - - - Yes Yes Yes 1 quả 2.4.1.16. Các phép toán số nguyên(16 bit) Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ +I Cộng 2 số nguyên(16 bit)(ACCU1- 1 L)=(ACCU1-L)+(ACCU2-L) -I Trừ 2 số nguyên từ liên tiếp(16 1 bit)(ACCU1-L)=(ACCU2-L)-(ACCU1- L) *I Nhân 2 số nguyên bằng liên tiếp(16 1 bit)(ACCU1)=(ACCU2-L)*(ACCU1-L) /I Chia 2 số nguyên bằng liên tiếp(16 1 bit)(ACCU1-L)=(ACCU2-L): (ACCU-L) 59
  61. Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - Yes Yes Yes Yes Yes - - - quả 2.4.1.17. Phép toán số nguyên (32 bit) Lệnh Địa chỉ Mô tả Độ dài ID của word +D Cộng 2 số nguyên(32 bit)(ACCU1- 1 L)=(ACCU2)+(ACCU1) -D Trừ 2 số nguyên từ liên tiếp(32 1 bit)(ACCU1)=(ACCU2)-(ACCU1) *D Nhân 2 số nguyên bằng liên tiếp(32 1 bit)(ACCU1)=(ACCU2)*(ACCU1) /D Chia 2 số nguyên bằng liên 1 tiếp(32 bit)(ACCU1)=(ACCU2)/(ACCU1 MOD Chia 2 số nguyên bằng liên 1 tiếp(32bit) và tải dƣ trong ACCU1:ACCU1)=dƣ của[(ACCU2):(ACCU1)] Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - Yes Yes Yes - - - - quả Yes 60
  62. 2.4.1.18.Phép toán với dấu phẩy động (32 bit) Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của từ +R Cộng 2 số thực(32bits) 1 (ACCU1)=(ACCU2)+(ACCU1) -R Trừ 1 số thực từ liệt kê(32bits) 1 (ACCU1)=(ACCU2)-(ACCU1 *R Nhân 1 số thực bằng liệt 1 kê(32bits) (ACCU1)=(ACCU2)*(ACCU1 /R Chia 1 số thực bằng liệt kê 1 (32bits) (ACCU1)=(ACCU2)+(ACCU1 Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - - - - - - - - - quả 2.4.1.19.Phép toán với dấu phẩy động (32 bit) NEGR Phủ định số thực trong 1 ACCU1 ABS Từ đại lƣợng đặc trƣng của số 1 thực trong ACCU1 61
  63. Nội dung của thanh ghi trạng thái BIE A1 A0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - Yes - Yes Yes kiện Kết - - - - - Yes Yes Yes 1 quả 2.4.1.20.Phép toán bình phƣơng và căn bậc hai (32 bit) Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của word SQRT Tính mục bình phƣơng của 1 1 số thực trong ACCU1 SQR Dạng bình phƣơng của số 1 thực trong ACCU1 Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - Yes Yes Yes - - - - quả Yes 2.4.1.21.Phép toán logarit(32 bit) Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài của word LN Dạnh bản chất logarit của 1 1 số thực trong ACCU1 EXP Tính đặc trƣng hàm mũ của 1 1 số thực trong ACCU1 đến bờ(=2.71828) 62
  64. Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - Yes Yes Yes Yes - - - - quả 2.4.1.22.Phép toán lƣợng giác(32 bit) Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài word SIN Tính hàm sin của số thực ASIN Tính hàm arcsin của số thực COS Tính hàm cos của số thực ACOS Tính hàm arccos của số thực TAN Tính hàm tang của số thực ATAN Tính hàm arctang của số thực Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC0 OV OS OR STA RLO FC CC1 Điều - - - - - - - - - kiện Kết - Yes Yes Yes - - - - quả Yes 63
  65. 2.4.1.23.Phép toán với hằng số Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong words + i8 Cộng hằng số 8 bit nguyên 1 + i16 Cộng hằng số 16 bit nguyên 1 + i32 Cộng hằng số 32 bit nguyên 1 Nội dung của thanh ghi trạng thái BIE A1 A0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - Yes - Yes Yes kiện Kết - - - - - Yes Yes Yes 1 quả 2.4.1.24.Phép toán so sánh(16 bit nguyên) Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong words == ACCU2-L=ACCU1-L 1 ACCU2-L>ACCU1-L 1 >= ACCU2-L>=ACCU1-L 1 Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - Yes Yes 0 0 0 Yes Yes 1 quả 64
  66. 2.4.1.25.Phép toán so sánh (32 bit nguyên) Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong từ ==D ACCU2-L=ACCU1-L 1 D ACCU2-L>ACCU1-L 1 >=D ACCU2-L>=ACCU1-L 1 Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - Yes Yes 0 - 0 Yes Yes 1 quả 2.4.1.26.Phép toán so sánh(32 bit số thực) So sánh 32 bit số thực trong ACCU1 và ACCU2.RLO =1 nếu chế độ là thỏa mãn. Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong từ ==R ACCU2-L=ACCU1 1 R ACCU2-L>ACCU1 1 >=R ACCU2-L>=ACCU1 1 65
  67. Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - Yes Yes 0 Yes Yes 1 quả Yes Yes 2.4.1.27.Phép toán lệnh dịch chuyển Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong từ SLW1) Chuyển nội dung của 1 ACCU1-L tới bên trái.Định SLW 0 .15 vị đó đƣợc trở thành tự do đƣợc cung cấp với zeros SLD Chuyển nội dung của 1 ACCU1 tới bên trái.Định vị 0 32 đó đƣợc trở thành tự do đƣợc SLD cung cấp với zeros SRW1) Chuyển nội dung của 1 ACCU1-L tới bên phải.Định SRW 0 15 vị đó đƣợc trở thành tự do đƣợc cung cấp với zeros SRD Chuyển nội dung của 1 ACCU1 tới bên trái.Định vị SRD 0 32 đó đƣợc trở thành tự do đƣợc cung cấp với zeros 66
  68. SSI1) Chuyển nội dung của 1 ACCU1-L với dánh dấu tới SSI 0 .15 bên phải.Định vị đó đƣợc trở thành tự do đƣợc cung cấp với biểu tƣợng(bit 15) SSD Chuyển nội dung của SSD 0 32 ACCU1-L với dánh dấu tới 1 bên phải.Định vị đó đƣợc trở thành tự do đƣợc cung cấp với biểu tƣợng(bit 32) Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - YES 0 0 - - - - - quả 2.4.1.28.Phép toán quay Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong từ RLD Xoay nội dung của ACCU1 1 RLD 0 .32 sang bên trái RRD Xoay nội dung của ACCU1 1 RRD 0 .32 sang bên phải RLDA Xoay nội dung của ACCU1 1 bit tới qua trái chế độ mã bit CC1 RRDA Xoay nội dung của ACCU1 1 bit tới qua phải chế độ mã bit CC1 67
  69. Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - YES YES YES - - - - - quả 2.4.1.29. Lệnh dịch chuyển và tăng, giảm nội dung thanh ghi Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong từ CAW Cơ cấu đảo chiều bậc của byte trong 1 ACCU1-l CAD Cơ cấu đảo chiều bậc của byte trong 1 ACCU1 TAK Hoán đổi nội dung của ACCU1 và 1 ACCU2 ENT Nội dung của ACCU2 và ACCU3 đã bị 1 thay đổi tới ACCU3 và ACCU4 LEAVE Nội dung của ACCU3 và ACCU đã bị 1 thay đổi tới ACCU2 và ACCU3 PUST Nội dung của ACCU1 và 1 ACCU2.ACCU3 đã bị thay đổi tới ACCU2.ACCU3 và ACCU4 POP Nội dung của ACCU2 và 1 ACCU3,ACCU4 đã bị thay đổi tớiACCU1, ACCU2 và ACCU3 INC k8 Độ tăng ACCU1-LL 1 DEC k8 Độ giảm ACCU1-LL 1 68
  70. 2.4.1.30.Lệnh chuyển đổi kiểu dữ liệu Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong từ BTI Chuyển đổi nội dung của ACCU1-L 1 từ BCD (0 tới +-999)tới số nguyên 16bit BTD Chuyển đổi nội dung của ACCU1-L 1 từ BCD (0 tới +-9999999)tới số nguyên kép DTR Chuyển đổi nội dung của ACCU1-L 1 từ số nguyên kép tới số thực (32bit) ITD Chuyển đổi nội dung của ACCU1-L 1 từ số nguyên (16bit) tới số nguyên kép (32bit) Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - - - - - - - - - quả 2.4.1.31.Lệnh chuyển đổi kiểu dữ liệu ITB Chuyển đổi nội dung của ACCU1-L 1 từ số nguyên(16bit) tới BCD từ 0 tới +-999 DTB Chuyển đổi nội dung của ACCU1-L 1 từ số nguyên kép(16bit) tới BCD từ 0 tới +-9999999 69
  71. Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - - - YES YES - - - - quả 2.4.1.32. Lệnh gọi khối Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong từ CALL FB q,DB q Cuộc gọi bắt buộc của FB,với tham số 11)/2 thay đổi CALL SFBq,DBq Cuộc gọi bắt buộc của SFB,với tham 2 số thay đổi CALL FC q Cuộc gọi bắt buộc của hàm,với tham 11)/2 số thay đổi CALL SFC q Cuộc gọi bắt buộc của SFC,với tham 2 số thay đổi UC FB q Cuộc gọi bắt buộc của khối,với tham 11)/2 FC q số ra thay đổi 2 FB[e] Bộ nhớ-cuộc gọi FB gián tiếp 2 FC[e] Bộ nhớ-cuộc gọi FC gián tiếp 2 Tham số Cuộc gọi FB/FC qua tham số CC FB q Điều kiện cuộc gọi của khối mà không 11)/2 FC q chuyển đổi tham số 2 FB[e] Bộ nhớ-cuộc gọi FB gián tiếp 2 FC[e] Bộ nhớ-cuộc gọi FC gián tiếp 2 Tham số Cuộc gọi FB/FC qua tham số 70
  72. Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - - - - 0 0 1 - 0 quả 2.4.1.33.Lệnh kết thúc khối Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong từ BE Khối cuối 1 BEU Khối cuối,tuyệt đối 1 Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - - - kiện Kết - - - - 0 0 1 - 0 quả BEC Khối cuối tuyệt đối nếu RLO=1 Trạng thái cho:BEC BR CC1 Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes - kiện Kết - - - - YES 0 1 1 0 quả 71
  73. 2.4.1.34.Lệnh nhảy Lệnh Địa chỉ ID Mô tả Độ dài trong từ JU LABEL Bƣớc nhảy vô điều kiện 11)/2 Nội dung của thanh ghi trạng thái BIE A1 A0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - Yes - Yes Yes kiện Kết - - - - - Yes Yes Yes 1 quả Lệnh nhảy JC LABEL Bƣớc nhảy nếu RLO=1 11)/2 JCN LABEL 2 Bƣớc nhảy nếu RLO=0 Nội dung của thanh ghi trạng thái BIE A1 A0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes - kiện Kết - - - - - 0 1 1 0 quả JCB LABEL Bƣớc nhảy nếu RLO=1 2 Lƣu RLO trong bit BR JNB LABEL Bƣớc nhảy nếu RLO=0 2 Lƣu RLO trong bit BR Nội dung của thanh ghi trạng thái BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC Điều - - - - - - - Yes - kiện Kết - - - - - 0 1 1 0 quả 72
  74. CHƢƠNG 3 gi¸m s¸t ĐIỆN NĂNG SỬ DỤNG PLCS7 400- TH«ng QUA GIAO DIỆN WINCC 3.1. diÔn gi¶I ®Ó x¸c ®Þnh ®Çu vµo ra Để giám sát các thông số điện năng của mỗi khu vực, trƣớc hết phải sử dụng các thiết bị đo. Mặt khác thiết bị trung tâm của hệ thống giám sát sử dụng PLC S7_400 thông qua giao diện WinCC trên máy tính, vì vậy để liên kết các thiết bị đo với PLC ta cần có sự chuyển đổi chuẩn về điện để phù hợp. Cụ thể các tín hiệu ra đo đƣợc này đều đƣợc chuyển về chuẩn phù hợp với module tƣơng tự của PLC để có kết quả giám sát cụ thể. Các tín hiệu giám sát cho mỗi khu vực bao gồm: Điện áp, dòng điện tải, tần số, công suất biểu kiến, công suất tiêu thụ, công suất phản kháng, hệ số công suất. Nhƣng để giám sát đƣợc hết các thông số này không nhất thiết phải quan sát đƣợc hết tất cả các thông số này mà chỉ cần các đo đƣợc các thông số sau: Điện áp, dòng điện tải, hệ số công suất (hay công suất tiêu thụ), tần số. Từ đó có thể xác định các thông số còn lại một cách dễ dàng thông qua các bƣớc tính toán. 3.2. c¨n cø ®Ó lËp tr×nh Cấu hình phần cứng bao gồm 2 module AI: AI 16x13bit, AI 8x13bit. Chuyển hết các tín hiệu đo đƣợc về dạng điện áp từ 0 đến 10 VDC, tƣơng ứng với giá trị đọc đƣợc là ( 0 đến 27648( integer)). Để đo đƣợc các thông số cần đo ở trên ta cần xác định sơ bộ giới hạn đo của các thiết bị này cũng nhƣ giới hạn của các thông số cần đo. Xác định giới hạn điện áp là từ 0 đến 500 VAC( tƣơng ứng từ 0 đến 10 V ở đầu vào module, AI), dòng điện tải xác định theo giá trị lớn nhất của tải là từ 0 đến 1000 A(tƣơng ứng từ 0 đến 10 V ở đầu vào module AI). Từ đó tính đƣợc hệ 73
  75. số truyền đạt các thông số: Điện áp là 50(lần), hệ số truyền đạt dòng là 100(lần) là căn cứ để tính ra giá trị thực của các thông số này. Tần số đo dải tần từ 0 đến 100 Hz (cũng tƣơng ứng với từ 0 đến 10 VDC ở đầu vào module AI), hệ số công suất từ 0 đến 1 ( cũng tƣơng ứng với 0 đến 10 VDC ở đầu vào module AI) Xác định các thông số còn lại thông qua phép tính S = U*I, P = S*cos, Q = S*sin. 3.3. lËp tr×nh trªn step7 Khai báo và mở một Project Từ màn hình chính của Step 7 ta chọn file => New đƣợc biểu tƣợng nhƣ hình Hình3.1: tạo Projetct mới Xây dựng cấu trúc phần cứng cho trạm PLC Ta khai báo phần cứng bằng cách vào: Insert=> Station=> Simatic 400 Station Sauk hi khai báo một trạm (chèn một station), thƣ mục Project chuyển sang dạng không rỗng với mục con trong nó có tên mặc định nhƣ là Stimatic 400(1) chứa tệp thông tin về cấu hình 74
  76. Hình 3.2: Thư mục rỗng hardware Khai báo phần cứng Nháy chuột vào biểu tƣợng Hardware. Trong hộp thọa ị hiện ra khai báo thanh ray (rack) và module có trên thanh rack đó. Hình 3.3 : Khai báo phần cứng 75
  77. Soạn thỏa chƣơng trình cho các khối logic Sau khi xong cấu hình phần cứng cho một trạm PLC và quay trở về cửa sổ chính của Step 7 ta thấy trong thƣ mục Simatic 400(1) bây giờ có thêm các thƣ mục con CPU412, S7 Program(1), Source files, Blocks và ta có thể thay đổi tên. Hình 3.4 :Soạn thảo chương trình cho các khối logic Soạn thảo cho chƣ mục con FC1Tạo khối: từ thƣ mục block của Step 7 chọn Insert => s7 Block => Function trên thanh công cụ. Trên màn hình sẽ hiện ra hộp thoại hỏi tên khối FC ra muốn khởi tạo. Viết FC1 rồi ấn phím OK. Trong thƣ mục Block lúc này sẽ có khối FC1. Hình3.4 : Tạo khối FC1 76
  78. Xây dựng local block: trong cửa sổ màn hình soạn thảo ta xây dụng loal block cho khối FC với cấu trúc nhƣ sau: Hình 3.5 :Thông số đầu ra vào của khối FC Soạn thảo cho khối FC 77
  79. Để rút gọn chƣơng trình ta sử dụng một hàm con FC1 để chuyển đổi và tính toán các tham số một cách tổng quát. Sau đó ở mỗi khu vực ta chỉ cần đƣa tham số đầu vào cho hàm con chuyển đổi tính toán ta thu đƣợc các giá trị đầu ra lƣu vào miền nhớ M. Sau đó liên kết với giao diện WinCC trên máy tính để giám sát các thông số này. 79
  80. Hàm con FC1(Chi tiết xem trong chƣơng trình) Cách xây dựng một hàm con: Khai báo các biến đầu vào Khai báo các biến đầu ra Chƣơng trình trong hàm con đƣợc viết dựa trên các căn cứ lập trình đã trình bày ở trên. Các hàm sử dụng trong hàm con bao gồm: MOVE – Chuyển dữ liệu từ vùng nhớ này(hay bộ đệm tƣơng tự) sang một vùng nhớ khác, hàm I_DI – Chuyển từ kiểu dữ liệu 16 bit(W) sang kiểu dữ liệu 32 bit(DW), hàm DI_R – Chuyển kiểu dữ liệu DW sang số thực 32 bit để tính toán(Đảm bảo độ chính xác thông qua dấu phẩy của số thức, các hàm tính toán với số thực SUB_R, ADD_R , MUL_R, DIV_R. Xây dựng giao diện giám sát trên WinCC: Đây là công việc cuối cùng, quan trong nhất là thiết lập các tag liên kết cho chính xác là đƣợc. Đây là việc xây dựng hệ giám sát khá nhiều thông số. Kết quả chạy mô phỏng: Thông số mô phỏng: 80
  81. 3.4. KÕt qu¶ gi¸m s¸t trªn wincc Giao diện chính: Khu vực 1: 81
  82. Khu vực 2: 82
  83. Khu vực 3: Khu vực 4: 83
  84. Khu vực 5: Khu vực 6: 84
  85. KẾT LUẬN Sau 12 tuần đi sâu nghiên cứu tìm tòi đồ án tốt nghiệp, dƣới sự phân công của các thầy cô trong bộ Điện tự động khoa Điện – Điện tử, đƣợc sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy Ths. Đặng Hồng Hải cùng với sự cố gắng, nỗ lực hết sức của bản thân em, bản đồ án tôt nghiệp đã hoàn chỉnh. Đồ án đã đạt đƣợc kết quả nhƣ sau: - Nghiên cứu thành công phần mềm PLC S7 – 400. - Thiết kế thành công giao diện giám sát điện năng của nhà máy giữa WINCC với PLC S7 – 400. Tuy nhiên do thời gian gấp rút nên đồ án không tránh khỏi những hạn chế: Nghiên cứu phần mềm còn thiếu sót, tuy nhiên đó cũng là sự thành công của bản thân em. Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày 11 tháng 7 năm 2010 Sinh viên Tống Xuân Lộc 85
  86. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. SIEMENS, SIMATIC, S7 - 400 and M7 – 400 Programmable controller hardware and Intallation. 2. Nguyễn Doãn Phƣớc, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà (2002), Tự động hóa với Simatic S7 – 300, NXB Khoa học và Kỹ thuật. 3. Trần Thu Hà, Phạm Quang Huy (2008), Lập trình với S7 & WINCC giao diện ngƣời – máy HMI. 86
  87. MỤC LỤC Lêi më ®Çu 1 Ch•¬ng 1: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 400 2 1.1 TỔNG QUÁT CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC PLC 2 1.2 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-400 . 3 Ch•¬ng 2: CẤU TRóC PHẦN MỀM CỦA PLC S7-400 33 2.1. PHẦN CHIA BỘ NHỚ 33 2.2. Vßng quÐt ch•¬ng tr×nh 34 2.3. CẤU TRÚC CỦA CHƢƠNG TRÌNH 35 2.4.NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH 38 CHƢƠNG 3: gi¸m s¸t ĐIỆN NĂNG SỬ DỤNG PLCS7 400- TH«ng QUA GIAO DIỆN WINCC 73 3.1. diÔn gi¶I ®Ó x¸c ®Þnh ®Çu vµo ra 73 3.2. c¨n cø ®Ó lËp tr×nh 73 3.3. lËp tr×nh trªn step7 74 3.4. KÕt qu¶ gi¸m s¸t trªn wincc 81 KẾT LUẬN 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 87