Thuc Hanh PLC S7-300 [PDF]

Zitiervorschau

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

TÀI LIỆU THỰC HÀNH PLC S7-300

PHẦN 1 BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH S7-300

1

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

BÀI 1: GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH S7-300 I. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU a. Mục đích -

Cung cấp cấu trúc bộ điều khiển logic khả trình S7-300.

-

Chức năng các module của PLC S7-300 và cách lắp đặt trạm PLC S7-300

b. Yêu cầu -

Nắm bắt được cấu trúc của bộ điều khiển PLC S7-300.

-

Biết cách đấu nối phần cứng CPU và các module mở rộng. Kết nối PLC S7-300 với các thiết bị vào ra như nút nhấn, công tắc, cảm biến, rơle, contactor…

II. THIẾT BỊ VÀ VẬT TƯ TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

3

PLC S7-300

III. NỘI DUNG Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển dùng PLC S7-300 được minh họa như hình1.1.

Hình 1.1: Hệ thống điều khiển PLC S7-300 2

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Các tính năng của PLC S7-300: -

Hệ thống điều khiển có tính năng nhỏ nhất.

-

CPU có tính năng cao cấp.

-

Có nhiều khối chức năng mở rộng để chọn lựa.

-

Có thể mở rộng đến 32 khối chức năng từ 1 CPU

-

Các bus nối được tích hợp phía sau các khối

-

Có thể nối mạng

- Nhiều điểm - Multipoint interface (MPI), - PROFIBUS hoặc - Mạng Ethernet công nghiệp.

-

Máy tính có thể truy cập đến các khối

-

Không hạn chế rãnh

-

Đặt cấu hình máy và cài đặt thông số với công cụ trợ giúp “HWConfig“.

3.1 Cấu trúc bộ điều khiển lập trình PLC S7-300 S7-300 là PLC cỡ vừa của hãng Siemens. Bộ điều khiển PLC S7-300 được chia nhỏ thành nhiều modul. Số các module được sử dụng nhiều hay ít tùy theo từng bài toán, song tối thiểu bao giờ cũng phải có một module chính là module CPU. Các module còn lại là những module nhận/truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, các module chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ …Chúng được gọi chung là module mở rộng. Tất cả các module được gá trên những thanh ray (Rack).

Hình 1.1: Cấu trúc bộ điều khiển PLC S7-300

3

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Trên mỗi rack có thể gá được 8 module mở rộng (không kể CPU và module nguồn nuôi ). Một CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 racks .

Hình 1.2: Ví dụ cấu hình một thanh rack

3.2 Các module của S7 -300 3.2.1 Module CPU Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông… và có thể còn có một vài cổng vào ra (cổng vào ra onboard) . Có nhiều loại CPU khác nhau, đặt tên theo bộ vi xử lý: module CPU 312, module CPU 314, module CPU 315 … Những module CPU cùng sử dụng một loại vi sử lý, nhưng khác nhau về cổng vào ra onboard cũng như có thêm các hàm đặc biệt sẽ được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng cách thêm cụm chữ cái IFM (Integrated Function Module). Ví dụ module CPU 312 IFM, CPU 314 IFM … Module CPU có hai cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán. Tất nhiên kèm theo cổng truyền thông thứ hai này là những phần mềm tiện dụng thích hợp cũng đã được cài sẵn trong hệ điều hành. Các loại CPU này phân biệt với các CPU khác bằng cách thêm cụm từ DP (Distributed Port).Ví dụ module CPU 315 –DP.

4

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Hình 1.4: Hình ảnh thực tế các loại CPU Mô tả module CPU:

Hình 1.5   -

Mode hoạt động : MRES = Reset hệ thống STOP = Dừng chương trình RUN = Chạy chương trình, không đọc ghi RUN-P = Chạy chương trình , đọc ghi được từ máy lập trình Báo trạng thái (Leds) SF = Lỗi hệ thống BATF = Lỗi hết pin hoặc không có pin DC5V = Báo nguồn 5 V DC. 5

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

-

FRCE = FORCE Báo lỗi chức năng một trong các I/O RUN = Nhấp nháy khi CPU khởi động, ổn định khi CPU làm việc. STOP = Báo ổn định khi dừng , chớp khi yêu cầu reset, chớp nhanh khi đang reset.  Reset bộ nhớ CPU: Trước khi dowload chương trình, ta phải reset bộ nhớ CPU để đảm bảo không còn lại các khối cũ trong CPU. Khi reset bộ nhớ: - Toàn bộ dữ liệu của người dùng bị xóa (ngoại trừ những thông số chỉ định MPI). - Kiểm tra phần cứng và xác lập trạng thái ban đầu. - Nếu có cài card nhớ EPROM, CPU sao chép nội dung của EPROM vào RAM sau khi reset bộ nhớ. - Nếu không cài đặt Card nhớ, các thiết bị địa chỉ MPI được giữ lại. Tuy nhiên nếu card nhớ được cài, địa chỉ MPI đã nhập vào Card được tải xuống - Nội dung của phần đệm chuẩn đoán (có thể xem trên PG) được lưu. Chú ý: CPU phải ở trạng thái STOP khi Reset bộ nhớ: - Chọn trạng thái STOP hoặc - Chọn trạng thái “RUN-P” và trạng thái STOP bằng cách chọn PLC -> Operating Mode -> Stop. Các cách reset bộ nhớ CPU: Có thể reset bộ nhớ CPU bằng tay như hình sau:

6

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Ngoài ra còn thể reset bằng phần mềm Step7 … Cụ thể được thể hiển ở bảng:

Yêu cầu reset bộ nhớ

Thể hiện reset bộ nhớ

Làm bằng tay

Từ phần mềm Step7

Sau khi có thẻ nhớ

1. Chọn vị trí Stop 2. Giữ núm chọn ở vị trí “MRES” cho đến khi đèn STOP LED chớp chậm 2 lần. 3. Nhả núm chọn (tự động trở về vị trí “STOP”

1.Núm chọn lựa ở vị trí “RUN-P” 2.Thực đơn tuỳ chọn: PLC -> Operating Mode -> Stop 3.Thực đơn tuỳ chọn: PLC -> Clear/Reset

1. Núm chọn lựa ở vị trí “STOP” 2. Cài Card nhớ 3. Đèn LED “STOP” chớp chậm.

1. Giữ núm chọn ở vị trí 1. Xác nhận Reset bộ nhớ “MRES “đèn STOP bằng cách ấn “OK”. chớp nhanh 2. Nhả núm chọn (Tự động trở về vị trí “STOP”)

1. Giữ núm trọn ở vị trí “MRES“ (“STOP”LED chớp nhanh) 2.Nhả nút chọn lựa để tự động trở về vị trí “STOP”

3.2.2 Module PS Module PS ( Power supply) : Module nguồn. S7-300 có các loại module nguồn như: PS 307 2A, PS 307 5A, PS 307 10A. Module có nhiệm vụ cung cấp nguồn 24V một chiều cho CPU và các module khác sau khi nhận nguồn xoay chiều một pha từ lưới xoay chiều. Một bộ nguồn có các đặc tính cơ bản sau:     

Dòng điện đầu ra 2A ( 5 hoặc 10A). Điện áp đầu ra 24V (có bảo vệ ngắn mạch và hở mạch). Đầu kết nối với nguồn AC (120/230 VAC, 50/60 Hz). Cách ly EN 60 950. Có thể được sử dụng như nguồn năng lượng của tải.

7

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Hình 1.6: Module PS 307 (5A) 3.2.3 Module SM Module SM (Signal mudule) : module mở rộng cổng tín hiệu vào ra, bao gồm 5 loại chính: 1) DI (Digital input) : Module mở rộng các cổng vào số. Số các cổng vào số mở rộng có thể là 8, 16 hoặc 32 tùy thuộc vào từng loại module . 2) DO (Digital output) : Module mở rộng các cổng ra số . Số các cổng ra số mở rộng có thể là 8, 16 hoặc 32 tùy thuộc vào từng loại module . 3) DI/DO : Module mở rộng các cổng vào ra số . Số các cổng vào ra số mở rộng có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tùy thuộc vào từng loại module . 4) AI (Analog input) : Module mở rộng các cổng vào tương tự. Về bản chất chúng chính là bộ chuyển đổi tương tự số 12 bits (AD), tức là mỗi tín hiệu tương tự được chuyển thành tín hiệu số (nguyên) có độ dài 12 bits. Số cổng vào tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8 tùy từng module. 5) AO (Analog output) : Module mở rộng các cổng ra tương tự . Chúng chính là bộ chuyển đổi số tương tự (DA. Số các cổng ra tương tự có thể là 2 hoặc 4 tùy từng module. 6) AI/AO : Module mở rộng các cổng vào ra tương tự . Số các cổng vào ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra, hoặc 4 vào/4 ra tùy từng loại module.

8

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

SM321

SM322

SM323

SM331

SM332

SM334

Hình 1.7: Các module mở rộng SM

Hình 1.8 Module View and Block Diagram of Digital Input Module SM 321; DI 16 x 24VDC

9

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Hình 1.9 Module View and Block Diagram of the SM 322; DO 16 x 24 VDC/0.5 A 3.2.4 Modul IM IM (Interface module ) : Module ghép nối các racks. Đây là module chuyên dụng có nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi một module CPU. Bộ IMS (send) là khối gửi , bộ IMR (receive) là khối nhận.

Hình 1.10: Chức năng module IM 10

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Cấu hình 2 chồng với IM 365 tối đa 1m (không dùng nguồn thêm, không nối CP), nhiều chồng với IM 360/IM361 tối đa 10m (nếu cần, nguồn cung cấp gắn thêm ở giá mở rộng ).

Hình 1.11: Module IM 3.2.5 Module FM FM ( Function module ) : Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ như module điều khiển động cơ bước , module điều khiển động cơ servo, module PID, module điều khiển vòng kín, bộ đếm tốc độ cao ,…  Controller Modules: Các module chức năng điều khiển.  M7 Application Modules: Các modules chức năng ứng dụng cho M7-300.  CNC’s: Các module chức năng cho điều khiển số.  Counter modules: Các module counter.  Positioning Modules: Các module chức năng vị trí.

Hình 1.12: Các module FM 11

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

3.2.6 Module CP CP ( Communication module ) : Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC và máy tính .  AS-Interface: Các module truyền thông kết nối giao diện AS-i của S7-300.  Industrial Ethernet: Các module truyền thông cho Industrial Ethernet của S7-300.  PROFIBUS: Các module dành cho Profibus của S7-300.  Point –to- Point: Các module truyền thông PtP của S7-300.

Hình 1.13: Các module CP 3.3 Cách lắp đặt một trạm PLC S7-300 3.3.1 Nguyên tắc lắp đặt một trạm PLC S7-300 Trên thực tế các module được nối với nhau thông qua các rack. Một rack chứa tối đa 8 module mở rộng (không kể module CPU và module nguồn) và một CPU được nối tối đa với 4 rack. Các module được đặt vào các rack với quy tắc lắp đặt như sau:    

Slot 1: Mặc định đặt module nguồn. Slot 2: Mặc định đặt module CPU. Slot 3: Đặt module giao tiếp IM. Slot 4  11: Các module vào/ra, module chức năng, bộ xử lý truyền thông hoặc để trống.  Các rack 1, 2, 3 quy tắc tương tự. Nếu rack 0 có chứa CPU thì slot 3 của các rack còn lại để trống. Dưới đây là sơ đồ minh họa việc ghép nối các module.

12

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

 Cấu hình lắp đặt trạm PLC S7-300 Cách lắp đặt một trạm có thể theo chiều dọc hoặc chiều ngang như hình vẽ bên. Tùy vị trí lắp đặt thì sẽ có nhiệt độ môi trường cần cho PLC làm việc: -

0-600C cho cấu hình theo bề ngang.

-

0-400C cho cấu hình theo bề dọc.

Kiểu lắp ráp theo chiều ngang: Module CPU và nguồn phải ở phía bên trái. Kiểu lắp ráp theo chiều dọc: Module CPU và nguồn phải ở phí bên dưới.

3.3.2 Lắp đặt một trạm PLC S7-300 a. Lắp đặt thanh rack Siết thanh rack bằng ốc M6, nối dây bảo vệ tiếp đất vào thanh rack (siết ốc bảo vệ đường tiếp đất. 13

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Các lỗ lắp ráp: Kích thước các lỗ lắp ráp được ghi ở bảng sau: Chiều dài thanh rack

L1 (mm)

L2 (mm)

L3 (mm)

482,6 mm

32,5

57,2

466

530 mm

32,5

57,2

500

830 mm

32,5

57,2

800

Chon các loại ốc sau để bắt thanh rack: -

Ốc M6 theo chuẩn ISO 1207/ISO 1580 (DIN 84/DIN 85).

-

Ốc lục giác M6 theo chuẩn ISO 4017 (DIN 4017).

b. Lắp đặt các module.

14

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bộ nối kênh dữ liệu có ở từng khối, lắp đặt bộ nối kênh dữ liệu trước khi lắp đặt vào thanh rack. Bộ nối kênh chỉ bắt đầu với module CPU và không lắp đặt ở module cuối cùng

Bộ nối Trình tự lắp đặt các module theo các bước như hình minh họa lắp đặt cho module CPU.

Siết chặt module bằng vít. Các module mở rộng khác tiến hành lắp đặt tương tự, chỉ chú ý là module cuối cùng không lắp đặt bộ nối kênh dữ liệu.

c. Sơ đồ nối dây  Cung cấp nguồn cho module CPU: Module PS cung cấp nguồn cho module CPU, ta có thể đấu nối như sơ đồ chỉ dẫn. Nhưng để an toàn và gọn ta dùng thiết bị đấu nối có tên là “Power connector” (có thể gọi là cầu chì).

15

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

 Sơ đồ nối dây với các module vào ra số:

16

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

 Sơ đồ nối dây với trạm sử dụng module analog:

 Ví dụ cấu hình một trạm PLC S7-300

17

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

BÀI 2: KẾT NỐI PLC S7-300 VỚI MÁY TÍNH I. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU a. Mục đích -

Giới thiệu các loại cáp kết nối và cách kết nối PLC S7-300 với máy tính.

-

Cung cấp cách thiết lập cổng giao tiếp trên công cụ Setting the PC/PG Interface của phần mềm Step7

b. Yêu cầu -

Nắm bắt được các loại cáp kết nối và cách kết nối PLC S7-300 với máy tính

-

Biết cách thiết lập cổng giao tiếp, thiết lập tốc độ truyền và địa chỉ trên công cụ Setting the PC/PG Interface của phần mềm Step7

II. THIẾT BỊ - VẬT TƯ TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

3

Mô hình PLC S7-300

III. NỘI DUNG Muốn nạp chương trình vào CPU, người sử dụng phải soạn thảo chương trình bằng các thiết bị lập trình hoặc máy tính với phần mềm tương ứng cho loại PLC đang sử dụng và có thể nạp trực tiếp vào CPU hoặc copy chương trình vào card nhớ để cắm vào rãnh cắm card nhớ trên CPU của PLC. Thông thường khi lập trình cũng như khi kiểm tra hoạt động của PLC thì người lập trình thường kết nối trực tiếp thiết bị lập trình hoặc máy tính cá nhân với PLC. Như vậy, để hệ thống điều khiển khiển bằng PLC hoạt động cũng như lập trình cho nó, cần phải kết nối PLC với máy tính cũng như các ngõ vào ra với ngoại vi. 3.1 Cáp kết nối PLC S7-300 với máy tính Đối với các thiết bị lập trình của hãng Siemens có các cổng giao tiếp MPI thì có thể kết nối trực tiếp với PLC thông qua một sợi cáp. Tuy nhiên đối với máy tính cá nhân cần thiết phải có cáp chuyển đổi PC/MPI. Có 2 loại cáp chuyển đổi là cáp RS-232/MPI và cáp USB/MPI.

18

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

 Cáp RS-232/MPI:

Hình 2.1: Hình dáng cáp RS-232/MPI

19

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

 Cáp USB/MPI: Hình dáng của cáp được cho ở hình 2.2

Hình 2.2: Hình dáng cáp USB/MPI 20

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

3.2 Khai báo sử dụng cổng giao tiếp trên công cụ Setting the PC/PG Interface Cách thiết lập trên phần mềm Step7 như sau: Start -> Simatic -> Step7 -> Setting the PC/PG Interface.

Hộp thoại Set PG/PC Interface xuất hiện, trong bảng Interface Parameter Assignment Used ta chọn PC Adapter, do ở hộp thoại này chưa có nên ta phải cài đặt thêm bằng cách chọn Select:

21

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Tiến hành cài đặt như sau:

Ta được như hình, sau đó nhấn Close:

Quay trở lại hộp thoại Set PG/PC Interface , trong bảng Interface Parameter Assignment Used đã xuất hiện PC Adapter .

22

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bảng Properties xuất hiện: Chọn Local Connection, ở Connection to ta chọn cổng COM nếu sử dụng cáp RS232/MPI, với số cổng tương ứng ta giao tiếp, ở ví dụ này là COM1 (với cáp USB/MPI thì ta chọn là USB) và phần Transmission chọn tốc độ truyền (baud). Trình tự thực hiện như hình dưới:

4

1 2

5

3

6

23

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Và ở hộp thoại Set PG/PC Interface nhấn OK để kết thúc quá trình thiết lập.

24

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

BÀI 3: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM STEP7 I. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU a. Mục đích -

Cung cấp cách soạn thảo một Project và cách làm việc với một trạm PLC S7-300.

b. Yêu cầu -

Nắm bắt được các bước khai báo, mở một Project, xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC, đặt tham số quy định làm việc cho module, soạn thảo chương trình cho các khối logic và cách sử dụng thư viện của Step7.

II. THIẾT BỊ - VẬT TƯ TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

3

Mô hình PLC S7-300

III. NỘI DUNG Step7 là phần mềm hỗ trợ : -

Khai báo cấu hình cứng cho một trạm PLC thuộc họ Simatic S7-300/400.

-

Xây dựng cấu hình mạng gồm nhiều trạm PLC S7-300/400 cũng như thủ tục truyền thông giữa chúng.

-

Soạn thảo và cài đặt chương trình điều khiển cho một hoặc nhiều trạm.

-

Quan sát và thực hiện chương trình điều khiển trong một trạm PLC và gỡ rối chương trình.

Ngoài ra Step7 còn có cả một thư viện đầy đủ với các hàm chuẩn hữu ích, phần trợ giúp online rất mạnh có khả năng trả lời mọi câu hỏi của người sử dụng về cách sử dụng Step7, về cú pháp lệnh trong lập trình, về xây dựng cấu hình cứng của một trạm cũng như của một mạng gồm nhiều trạm PLC… Về phần cài đặt phần mềm Step7 tham khảo phụ lục giáo trình lý thuyết.

25

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

3.1 Hướng dẫn sử dụng STEP7 3.1.1 Cách tạo một Project. Khái niệm Project trong Simatic không đơn thuần chỉ là chương trình ứng dụng mà bao gồm tất cả những gì liên quan đến thiết kế phần mềm ứng dụng để điều khiển, giám sát một hay nhiều trạm PLC. Vì vậy, trong một Project bao gồm:  Bảng cấu hình cứng về tất cả các Module của từng trạm PLC  Bảng tham số xác định chế độ làm việc cho từng Module của mỗi trạm PLC  Các logic block chứa chương trình ứng dụng của từng trạm PLC  Cấu hình ghép nối và truyền thông giữa các trạm PLC  Các màn hình giao diện phục vụ việc giám sát toàn bộ mạng hoặc giám sát từng tram PLC của mạng. a . Khai báo và mở một Project. Có hai cách để khai báo một Project.  Cách 1: Từ màn hình chính của Step7 ta chọn File  New hoặc kích chuột vào biểu tượng “ New Project /Library”. Một hộp thoại sẽ xuất hiện như hình dưới. Gõ tên Project và nhấn OK và như vậy đã khai báo xong một Project mới. Cách mở này tạo ra một Project mới hoàn toàn rỗng, ta phải khai báo phần cứng cũng như tạo các khối logic…

Nơi Project sẽ được lưu trữ trên đĩa 26

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Ngoài ra, ta có thể chọn nơi sẽ cất giữ một Project trên ổ cứng. Mặc định, nơi cất sẽ là thư mục đã được quy định khi cài Step7 là thư mục C:\Program Files\Siemens\Step7\s7proj. Sau khi gõ tên Project mới ta kích vào Browse trong phần Storage location (path) chọn nơi ta muốn cất giữ Project và nhấn OK

 Cách 2: Cách tạo này sẽ tạo ra một Project mới có trạm S7-300 mặc định, cho phép chọn CPU, chọn các Blocks và đặt tên cho Project mới đó ngay từ đầu. Đây là cách tạo một Project nhanh. Thực hiện như sau: Vào File”New Project” Wizard.

27

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Một cửa sổ mới xuất hiện:

Nhấn Next để chọn trạm SIMATIC 300 Station:

Chọn loại CPU

Chọn địa chỉ MPI

Nhấn Next sau khi chọn được CPU và địa chỉ MPI:

28

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Chọn các Blocks

Chọn ngôn ngữ lập trình

Nhấn Next để tiếp tục:

Chọn tên Project

Nhấn Finish để hoàn tất việc tạo một Project mới.

29

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Project mới tạo ra là một Project không rỗng mà đã chứa một trạm PLC, các Block…có hình như bên dưới:

Project mới với đầy đủ CPU và Block

Trong trường hợp muốn mở một Project đã có, ta chọn File  Open hoặc kích chuột vào “Open Project /Library” (Hình 1.2) từ cửa sổ chính của Step7 rồi chọn tên Project muốn mở từ hộp thoại có dạng như hình dưới, cuối cùng ấn OK để kết thúc.

b. Xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC. Sau khi khi khai báo xong một Project mới, trên màn hình sẽ xuất hiện Project đó nhưng ở dạng rỗng (chưa có gì trong Project ): 30

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Tiếp theo là xây dựng cấu hình cứng cho trạm PLC. Điều này không bắt buộc,có thể không cần khai báo cấu hình cứng cho trạm mà đi ngay vào phần chương trình ứng dụng. Tuy nhiên, để tránh xảy ra lỗi ta nên thực hiện bước này vì khi có cấu hình trong Project, lúc bật nguồn PLC, hệ điều hành của S7-300 luôn kiểm tra các Module hiện có trong trạm, so sánh với cấu hình mà ta xây dựng và nếu phát hiện thấy sự không thống nhất sẽ phát ngay tín hiệu báo lỗi hoặc thiếu Module chứ không cần phải đợi đến khi thực hiện chương trình ứng dụng. Trước hết ta khai báo cấu hình cứng cho một trạm PLC với Simatic S7-300 bằng cách vào Insert  Station Simatic 300 Station:

Khai báo một trạm PLC S7-300

31

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Trường hợp không muốn khai báo cấu hình cứng mà đi ngay vào chương trình ứng dụng ta có thể chọn: InsertProgramS7 program. Sau khi đã khai báo một trạm, thư mục Project chuyển sang dạng không rỗng với thư mục con bên trong có tên mặc định là SIMATIC300(1). Ta có thể đổi lại tên mặc định này. Thư mục SIMATIC300(1) chứa tệp thông tin về cấu hình phần cứng của trạm.

Để vào màn hình khai báo cấu hình cứng, ta nháy chuột tại biểu tượng SIMATIC 300(1) màn hình mới xuất hiện:

32

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Tiếp theo ta nháy chuột vào biểu tượng Hardware. Trong hộp thoại hiện ra ta khai báo thanh rack và các Module có trên thanh rack đó. Hình dưới là bảng cấu hình cứng cho trạm PLC.

Kéo và thả Rail sang màn hình bên trái

Thanh Rail xuất hiện:

Step7 giúp việc khai báo cấu hình cứng được đơn giản nhờ bảng danh mục các Module của nó. Muốn đưa Module nào vào bảng cấu hình ta chỉ cần đánh dấu slot nơi Module sẽ được đưa vào rồi nháy kép chuột tại tên của Module đó trong bảng danh mục các Module kèm theo. 33

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Biểu tượng danh mục các module (catalog)

Bảng danh mục các module để lựa chọn

Với bảng cấu hình cứng phần mềm Step7 cũng xác định luôn cho ta địa chỉ từng Module theo quy tắc sau: +Một trạm PLC được hiểu là một module CPU ghép nối cùng với các Module mở rộng khác (Module DI, DO, AI, AO, CP, FM) trên những thanh rack. Một Module CPU có khả năng quản lý được 4 thanh rack với tối đa 8 Module mở rộng trên mỗi thanh.Mỗi một Module có 11 slot. +Theo mặc định: - Slot 1 chứa Module nguồn. - Slot 2 chứa Module CPU. - Slot 3 chứa Module IM - Các Slot 4  11 chứa các Module tín hiệu/ chức năng.. c. Đặt tham số quy định chế độ làm việc cho Module Step7 hỗ trợ việc đặt tham số quy định chế độ làm việc cho từng Module. Chẳng hạn Step7 có thể hỗ trợ việc tích cực ngắt theo thời điểm cho Module CPU để Module này phát một tín hiệu ngắt gọi khối OB10 một lần vàolúc 7 giờ, 7 phút, 7 giây ngày 07/07/2007. Để làm được điều này ta nháy kép vào chuột tại tên của Module CPU ở Slot 2 rồi chọn ô Time-Of-Day Interrup, trên màn hình sẽ xuất hiện hộp hội thoại như hình dưới. Điền thời điểm, tần suất phát tín hiệu ngắt rồi đánh dấu tích cực chế độ ngắt vào các ô tương ứng trong hộp thoại, cuối cùng nhấn OK.

34

Tài liệu lưu hành nội bộ

Tích cực hiệu ngắt

Thực hành PLC S7-300

tín Tín hiệu ngắt đượcThời điểm phát tín hiệu ngắt phát 1 lần

Cũng trong hộp hội thoại ta thấy Module CPU314 chỉ cho phép sử dụng OB10 trong số các Module OB10  OB17 với mức ưu tiên là 2 để chứa chương trình xử lý tín hiệu ngắt theo thời điểm. Các chế độ làm việc khác của Module CPU cũng được quy định nhờ Step7 như sửa đổi vòng quét (scan time) , xác định chế độ làm việc với dạng tín hiệu điện áp với dải  10V cho Module AI, tích cực tín hiệu ngắt tự chẩn đoán cho Module DI/DO, tích cực ngắt cứng theo sườn lên tại cổng vào I0.0 cho Module DI...Cuối cùng nhấn Save để kết thúc. d. Soạn thảo chương trình cho các khối logic. Sau khi khai báo cấu hình cứng cho một trạm PLC và quay cửa sổ chính của Step7 ta sẽ thấy trong thư mục SIMATIC300(1), bây giờ có thêm các thư mục con CPU314IM, S7 Program(1), Sources và Blocks, tất cả các thư mục này đều có thể đổi tên.

35

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Tham số xác định chế độ làm việc của các Module trong trạm vừa soạn thảo nhờ Step sẽ nằm trong thư System data

Tất cả các khối logic (OB, FC,FB, DB) chứa chương trình ứng dụng sẽ nằm trong thư mục Blocks. Mặc định trong thư mục này đã có sẵn khối OB1. Muốn soạn thảo chương trình cho khối OB1 ta nháy chuột tại biểu tượng OB1 bên nửa cửa sổ bên phải. Trên màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ của chế độ soạn thảo chương trình như sau:

Phần local block của khối OB1

Phần chú thích của chương trình

Phần chương trình

36

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Chức năng chương trình soạn thảo của Step7 về cơ bản cũng giống như các chương trình khác, tức là cũng có các phím nóng để gõ nhanh, có chế độ cắt và dán, có chế độ kiểm tra lỗi cú pháp… e. Sử dụng thư viện của Step7. Phần mềm soạn thảo chương trình của Step7 có một thư viện khá phong phú gồm những khối chương trình FC, FB, SFC và SFB đã được chuẩn hóa mà ta có thể sử dụng. Muốn sử dụng một hàm cụ thể nào đó, trước hết ta phải xác định hàm đó thuộc nhóm chức năng nào, sau đó đi tìm trong bảng danh mục bằng cách mở thư mục nhóm chức năng đó. Ví dụ để sử dụng hàm tạo dữ liệu kiểu Data_And_Time, trước hết ta mở thư mục Libraries, trong đó lại tiếp tục mở stdlibs  iec sẽ thấy hàm ta cần là FC3 với tên hình thức DATA and TOD to DT :

f. Sử dụng tên hình thức. Để chương trình dễ hiểu, dễ theo dõi, dễ bảo dưỡng và đặc biệt trở nên thân thiện với người sử dụng hơn, Step7 đã cung cấp them khả năng sử dụng tên hình thức trong lập

37

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

trình thay vì các ký hiệu địa chỉ, chữ số khối FC, FB…khó nhớ. Các tên hình thức của một địa chỉ hay một tên khối…phải được khai báo trước trong bảng có tên là Symbols.

Symbols và blocks ngang hàng nhau

Kích chuột vào thư mục mẹ của Blocks, ở đây là thư mục với tên mặc định S7 Program(1), sau đó nháy chuột trái vào biểu tượng Symbols ta sẽ được màn hình soạn thảo bảng các tên hình thức như sau:

Sau khi điền đầy đủ tên hình thức, địa chỉ ô nhớ mà nó thay thế (phần lớn kiểu dữ liệu sẽ được Step7 tự xác định căn cứ vào địa chỉ ô nhớ) và cất vào Project, ta quay trở lại màn hình chính của Step7. Mở một khối chương trình, ví dụ OB1, và chọn View  Display with  Symbolic Representation. Chương trình chuyển sang biểu diễn với tên hình thức khi viết code dạng LAD:

38

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Chương trình chuyển sang biểu diễn với tên hình thức khi viết code dạng STL:

39

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Muốn quay vè sử dụnglại ký hiệu địa chỉ tuyệt đối ta nhấn phím nóng Ctrl+Q hoặc chọn View  Display with  Symbolic Representation trên thanh công cụ. 3.1.2 Làm việc với một trạm PLC. a. Quy định địa chỉ MPI cho Module CPU. Máy tính/máy lập trình được ghép nối với Module CPU qua cổng truyền thông nối tiếp RS232 (COM) của máy tính hay qua cổng MPI (MPI Card) hay CP (CP Card) là còn tùy thuộc vào bộ giao diện được sử dụng. Sau khi ghép module CPU với máy tính về phần cứng ta còn phải định nghĩa thêm địa chỉ truyền thông cho trạm PLC. Điều này là cần thiết vì một máy tính/máy lập trình có thể cùng một lúc làm việc được với nhiều trạm PLC. Mặc định, các module CPU đều có địa chỉ là 2 (địa chỉ MPI). Muốn thay đổi địa chỉ CPU ta nháy kép trái chuột tại tên module trong bảng khai báo cấu hình cứng để vào chế độ đặt lại tham số làm việc, trong đó ta lại chọn tiếp GeneralMPI và sửa lại địa chỉ MPI như hình dưới:

Thay đổi địa chỉ MPI của module CPU tại

Sau khi đã định nghĩa lại địa chỉ MPI cho trạm PLC, ta phải ghi lại địa chỉ đó lên module CPU và chỉ khi đó module CPU mới thực sự làm việc theo địa chỉ mới này. Công việc ghi địa chỉ MPI mới này lên module CPU được thực hiện cùng với việc ghi tất cả tham số quy định chế độ làm việc của module bằng cách kích vào biểu tượng Dowload trên thanh công cụ hoặc chọn PLCDowload.

40

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Up load: Phím đọc cấu hình từ module CPU Dow load: Phím đổ cấu hình cứng vừa soạn thảo vào module CPU

Địa chỉ MPI của module CPU Địa chỉ của module mở rộng

Bên cạnh việc ghi cấu hình cứng vừa soạn thảo vào module PLC ta cũng có thể đọc ngược bảng cấu hình cứng hiện có từ module PLC vào Project bằng cách kích chuột vào biểu tượng Upload trên thanh công cụ của màn hình hoặc chọn PLCUpload. b. Đổ chương trình xuống CPU. Có hai cách đổ chương trình ứng dụng, sau khi đã soạn thảo xong, vào module CPU (Load memory) như sau:  Đổ từ màn hình soạn thảo chương trình bằng cách kích vào biểu tượng Dowload trên thanh công cụ của màn hình. Với cách đổ này, chỉ riêng khối chương trình đang ở màn hình soạn thảo được đổ vào chương trình.  Đổ từ màn hình chính của Step7 cũng bằng cách kích vào biểu tượng Dowload. Với cách đổ này ta có thể đổ toàn bộ chương trình ứng dụng có trong thư mục Blocks hoặc đổ những khối mà ta đánh dấu. Muốn đổ toàn bộ thư mục Blocks ta phả kích chuột vào tên thư mục trước, sau đó mới kích vào Dowload. Trong trường hợp chỉ đổ một sô khối, ta đánh dấu những khối sẽ được đổ trước bằng bằng cách giữ phím Ctrl đồng thời kích chuột tại tên của từng khối. Cuối cùng, sau khi đã chọn xong các khối thì kích chuột vào biểu tượng Dowload.

41

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

c. Giám sát việc thực hiện chương trình. Sau khi ghi chương trình lên module CPU thì nội dung Load memory của module CPU và thư mục Blocks của Project trong máy tính sẽ đồng nhất. Nếu bật công tắc module CPU từ STOP sang RUN, CPU sẽ thực hiện theo chương trình trong Load memory của nó theo vòng quét và quá trình thực hiện lệnh này được Step7 giám sát thông qua chương trình tương ứng trong Project. Để vào màn hình giám sát, kích vào phím Monitor trên thanh công cụ của màn hình soạn thảo.

Monitor: Phím giám sát việc thực hiện chươn

Sau khi kích vào phím Monitor trên màn hình xuất hiện cửa sổ như sau: trình

42

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Mặc định Step7 chỉ cho hiển thị nội dung các bits RLO, STA (than ghi trạng thái) và ACCU1. Tuy nhiên, ta có thể cho hiện them nội dung toàn bộ thanh ghi trạng thái hoặc các thanh ghi khác bằng cách nhấn phải chuột chọn ShowTên thanh ghi

d. Giám sát module CPU. Bên cạnh việc giám sát chương trình, ta có thể giám sát cả công việc của module CPU bằng cách nhấn vào cửa sổ PLC trên thanh công cụ, sau đó nhấn chọn Diagnose/settingHardware Diagnose:

Hộp thoại mới xuất hiện:

43

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Nếu chỉ muốn giám sát module CPU ta kích vào Module information. Trên màn hình sẽ hiện tiếp ra cửa sổ cho phép ta lựa chọn cụ thể công việc được giám sát. Chẳng hạn nếu muốn quan sát bộ đệm tự chẩn đoán cua module ta kích chuột vào Diagnose Buffer sẽ có được thông báo về nguyên nhân thay đổi trạng thái của module CPU (StartStop) từ trước tới nay hoặc muốn quan sát thời gian thực hiện vòng quét ta chọn ô Scan Cycle Time.

Danh sách các sự thay đổi trạng thái được xếp theo thứ tự thời gian

Thời điểm xuất hiện việc thay đổi trạng thái gần đây nhất và nguyên nhân của nó

44

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC S7-300

PHẦN 2 THỰC HÀNH PLC S7-300

45

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

BÀI 1: ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA I. Mục đích và yêu cầu a. Mục đích Biết cách làm việc với một trạm PLC S7-300: quá trình đấu nối, khai báo phần cứng, viết chương trình trên phần mềm Step7. Ứng dụng điều khiển quá trình hoạt động của động cơ. Biết sử dụng các khối lệnh Bitlogic. b. Yêu cầu 1. Thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển có tiếp điểm. 2. Xác định các tín hiệu vào ra. 3. Lựa chọn cấu hình phần cứng và thiết lập trên phần mềm Step7. 4. Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra. 5. Lập trình chương trình điều khiển trên phần mềm Step7. 6. Dowload PC -> PLC, tiến hành vận hành thử. II. Thiết bị - vật tư TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

3

Mô hình PLC S7-300

5

Contactor

220V – 10A

1 cái / nhóm

6

Rơle nhiệt

10A

1 cái / nhóm

7

Động cơ không đồng bộ 3 pha

0.6 kW, Y- ∆ 380V/220

1 cái

46

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

III. Nội dung Bước 1: Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển có tiếp điểm

Bước 2: Xác định các tín hiệu vào ra: Tín hiệu vào 1. Nút nhấn mở máy M

Tín hiệu ra 1. Contactor K

2. Nút dừng máy D 3. Tiếp điểm thường đóng của Rơle nhiệt Bước 3: Lựa chọn cấu hình phần cứng, tiến hành lắp đặt và thiết lập trên phần mềm Step7: Công nghệ có số lượng đầu vào và đầu ra ít, nên ta có thể lựa chọn phần cứng sao cho tối ưu nhất. Bài toán trong nội dung thực hành được thực hiện trên mô hình thí nghiệm PLC S7-300. Cấu hình phần cứng mô hình thí nghiệm PLC S7-300 gồm: -

Module PS 307 2A, mã 6ES7 307-1BA00-0AA0.

-

Module CPU 314, mã 6ES7 314-1AG13-0AB0 với Work memory 96 KB

-

Module DI 16 x DC24V, mã 6ES7 321-1BH02-0AA0.

-

ModuleDO16xDC24V/0.5A, mã 6ES7 322-8BH01-0AB0.

47

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Quá trình lắp đặt một trạm PLC S7-300, đấu nối các module PS, CPU, SM đã đuợc trình bày ở các bài thực hành trước. Sau chỉ trình bày sơ đồ nối dây với các thiết bị vào ra như nút nhấn, rơle … Sơ đồ nối dây module DI với các nút nhấn M và D: I0.0 I0.1 …

I1.0 …

I0.7

I1.7 M

M

+

D

Sơ đồ nối dây module DO: L+

Q0.0 Q0.1

…

Q0.7

L+ Q1.0

…

Q1.7 M

+

+ -

M

K11

-

Nối rơle trung gian với contactor

Sau khi thiết lập và đấu nối phần cứng. Ta tiến hành thiết lập dự án trên phần mềm Step7. Các bước thiết lập một dự án đã được thực hành ở bài thực hành trước. . Dựa vào cấu hình phần cứng ở trên, ta khai báo phần cứng trên phần mềm Step7 như hình:

48

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Để thay đổi địa chỉ của các module DI và DO ta làm như sau: Nhấn phải chuột vào module DI chọn Object Propeties:

Bảng Propeties xuất hiện, ta chọn Addresses:

49

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bảng Addresses, bỏ dấu tích ở ô System default sau đó ta có thể thay đổi ở ô Start , ở bài toán này ta thay đổi là 0. Nghĩa là địa chỉ của module DI byte bắt đầu từ 0, byte kết thúc là 1 hay địa chỉ bit bắt đầu là I0.0 và bit kết thúc là I1.7.

Nhấn OK để hoàn thành quá trình thiết lập. Trở về hộp thoại HW Config, nhấn biểu tượng Save để lưu lại cấu hình phần cứng. Dùng cáp PC/MPI để kết nối PLC với máy tính, tiến hành dowload phần cứng bằng cách nhấn vào biểu tượng Dowload (chú ý là trước khi dowload phải tiến hành reset bộ nhớ CPU ):

50

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Xuất hiện bảng Select Target Module, nhấn OK để xác nhận. Một bảng xác nhận địa chỉ của module CPU xuất hiện, ta chọn OK.

Bước 4: Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra. Ký hiệu

Địa chỉ

Chú thích

M

I0.0

Nút nhấn mở máy, thường mở NO

D

I0.1

Nút nhấn dừng máy, thường mở NO

K11

Q0.0

Rơle trung gian của contactor K

Bước 5: Thiết kế lập trình trên phần mềm Step7 Chương trình được thiết kế theo phương pháp lập trình tuyến tính, chương trình thiết kế nằm trong khối OB1: LAD

FBD

STL

Bước 6: Dowload PC -> PLC, tiến hành chạy thử.

51

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

BÀI 2: ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA I. Mục đích và yêu cầu a. Mục đích Vẽ và phân tích được mạch điện đảo chiều quay động cơ không đồng bộ 3 pha bằng khởi động từ kép, biết sử dụng các khối lệnh Bitlogic của PLC S7-300 Lập trình được yêu cầu điều khiển bằng PLC S7-300 trên ngôn ngữ LAD, STL hay FBD. b. Yêu cầu 1. Thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển có tiếp điểm. 2. Xác định các tín hiệu vào ra. 3. Lựa chọn cấu hình phần cứng và thiết lập trên phần mềm Step7. 4. Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra. 5. Lập trình chương trình điều khiển đảo chiều động cơ trên phần mềm Step7. 6. Dowload PC -> PLC, tiến hành vận hành thử. II. Thiết bị - vật tư TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

3

PLC S7-300

5

Contactor

220V – 10A

2 cái / nhóm

6

Rơle nhiệt

10A

1 cái / nhóm

7

Động cơ không đồng bộ 3 pha

0.6 kW, Y- ∆ 380V/220

1 cái

III. Nội dung

Bước 1: Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển có tiếp điểm

52

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 2: Xác định các tín hiệu vào ra: Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

1. Nút nhấn mở máy thuận MT

1. Contactor điều khiển quay thuận KT

2. Nút nhấn mở máy nghịch MN

2. Contactor điều khiển quay nghịch KN

3. Nút dừng máy D 4. Tiếp điểm thường đóng của Rơle nhiệt Bước 3: Lựa chọn cấu hình phần cứng, tiến hành lắp đặt và thiết lập trên phần mềm Step7: Công nghệ có số lượng đầu vào và đầu ra ít, nên ta có thể lựa chọn phần cứng sao cho tối ưu nhất. Bài toán trong nội dung thực hành được thực hiện trên mô hình thí nghiệm PLC S7-300. Cấu hình phần cứng mô hình thí nghiệm PLC S7-300 gồm: -

Module PS 307 2A, mã 6ES7 307-1BA00-0AA0.

-

Module CPU 314, mã 6ES7 314-1AG13-0AB0 với Work memory 96 KB

-

Module DI 16 x DC24V, mã 6ES7 321-1BH02-0AA0.

-

ModuleDO16xDC24V/0.5A, mã 6ES7 322-8BH01-0AB0.

53

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Quá trình lắp đặt một trạm PLC S7-300, đấu nối các module PS, CPU, SM đã đuợc trình bày ở các bài thực hành trước. Sau chỉ trình bày sơ đồ nối dây với các thiết bị vào ra như nút nhấn, rơle … Sơ đồ nối dây module DI với các nút nhấn M và D: I0.0 I0.1

I0.2

…

I1.0 …

I0.7

I1.7 M

D MT

+

MN

Sơ đồ nối dây module DO: L+

Q0.0 Q0.1

+ K11

…

Q0.7

K21

M

L+ Q1.0

…

Q1.7 M

+

-

K21

K11

Nối rơle trung gian với contactor Q0.1

Q0.0 N

L1

K11

KT

0V

N

L1

K21

KN

0V

Chú ý: Trong các điều khiển có đảo chiều quay thì tại các ngõ ra PLC điều khiển 2 chiều quay của động cơ ta cần phải nối thêm 2 tiếp điểm thường đóng khóa chéo nhau của 2 contactor (hoặc relay) để đảm bảo an toàn.

54

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Sau khi thiết lập và đấu nối phần cứng. Ta tiến hành thiết lập dự án trên phần mềm Step7. Các bước thiết lập một dự án đã được thực hành ở bài thực hành trước. Bước 4: Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra Ký hiệu

Địa chỉ

Chú thích

D

I0.0

Nút nhấn dừng máy, thường mở NO

MT

I0.1

Nút nhấn quay phải, thường mở NO

MN

I0.2

Nút nhấn quay trái, thường mở NO

K11

Q0.0

Rơle trung gian điều khiển quay phải

K21

Q0.1

Rơle trung gian điều khiển quay trái

Bước 5: Chương trình điều khiển LAD

STL

Bước 6: Dowload PC -> PLC, tiến hành chạy thử.

55

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

BÀI 3: KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NỐI SAO – TAM GIÁC I. Mục đích và yêu cầu a. Mục đích Vẽ và phân tích được mạch điện khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha bằng phương pháp đổi nối sao – tam giác. Cung cấp một số phương pháp khởi động khác. Phạm vi ứng dụng của mạch, thiết kế mạch an toàn, vận hành đơn giản. Biết sử dụng khối lệnh logic, Timer của PLC S7-300. Lập trình được yêu cầu điều khiển trên ngôn ngữ LAD, STL hay FBD. b. Yêu cầu 1. Thiết kế mạch động lực và mạch điều khiển có tiếp điểm. 2. Xác định các tín hiệu vào ra. 3. Lựa chọn cấu hình phần cứng và thiết lập trên phần mềm Step7. 4. Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra. 5. Lập trình chương trình điều khiển hệ thống khởi động động cơ bằng phương pháp đổi nối sao – tam giác. 6. Dowload PC -> PLC, tiến hành vận hành thử. II. Thiết bị - vật tư TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

3

Mô hình PLC S7-300

4

Bàn thực hành hiển thị

Đèn LED

5

Contactor

220V – 10A

3 cái / nhóm

6

Rơle nhiệt

10A

1 cái / nhóm

7

Động cơ không đồng bộ 3 pha

0.6 kW, Y- ∆ 660V/380

1 cái

III. Nội dung

Đối với động cơ khi làm việc với tải định mức được nối vào lưới qua cách đổi nối tam giác thì khi mở mở không tải có thể giảm điện áp đặt vào stato √3 lần bằng cách đổi 56

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

nối sao để giảm dòng điện mở máy xuống 3 lần và khi tốc độ đã tăng cao, dòng điện đã giảm nhỏ thì ta chuyển sang nối tam giác để đưa điện áp lên định mức sau đó cho mang tải định mức. Cần đặc biết chú ý đảm bảo thứ tự pha khi đổi nối lên tam giác vẫn bảo đảm chiều quay cũ. Nếu khi đổi nối mà thứ tự thay đổi so với khi đấu sao thì rất nguy hiểm cho động cơ. Nội dung bài thực hành đề cập tới vấn đề khởi động động cơ, khối lệnh Timer của S7-200 ứng dụng để giải quyết yêu cầu bài toán. Các bước thực hành: Bước 1: Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển có tiếp điểm

L1

N

CC D

Rth

K2

K3

M

RN

K2 K2

K1

K1

Rth

Rth

K2

K3

Bước 2: Xác định các tín hiệu vào ra: Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

1. Nút nhấn mở máy M

1. Contactor K1

2. Nút dừng máy D

2. Contactor K2

3. Tiếp điểm thường đóng của Rơle nhiệt

3. Contactor K3

Bước 3: Lựa chọn cấu hình phần cứng, tiến hành lắp đặt và thiết lập trên phần mềm Step7: Công nghệ có số lượng đầu vào và đầu ra ít, nên ta có thể lựa chọn phần cứng sao cho tối ưu nhất. Bài toán trong nội dung thực hành được thực hiện trên mô hình thí nghiệm PLC S7-300. Cấu hình phần cứng mô hình thí nghiệm PLC S7-300 gồm: 57

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

-

Module PS 307 2A, mã 6ES7 307-1BA00-0AA0.

-

Module CPU 314, mã 6ES7 314-1AG13-0AB0 với Work memory 96 KB

-

Module DI 16 x DC24V, mã 6ES7 321-1BH02-0AA0.

-

ModuleDO16xDC24V/0.5A, mã 6ES7 322-8BH01-0AB0.

Quá trình lắp đặt một trạm PLC S7-300, đấu nối các module PS, CPU, SM đã đuợc trình bày ở các bài thực hành trước. Sau chỉ trình bày sơ đồ nối dây với các thiết bị vào ra như nút nhấn, rơle … Sơ đồ nối dây module DI với các nút nhấn M và D: I0.0 I0.1 …

I1.0 …

I0.7

I1.7 M

M

+

D

Sơ đồ nối dây module DO: L+ Q0.0 Q0.1 Q0.2 …

+

K11

Q0.7

K21 K31

-

M

L+ Q1.0

…

Q1.7 M

+ -

Nối rơle trung gian với contactor

58

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Sau khi thiết lập và đấu nối phần cứng. Ta tiến hành thiết lập phần cứng trên phần mềm Step7. Bước 3: Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra Ký hiệu

Địa chỉ

Chú thích

M

I0.0

Nút nhấn quay phải, thường mở NO

D

I0.1

Nút nhấn dừng máy, thường đóng NO

K11

Q0.0

Rơle trung gian điều khiển contactor K1

K21

Q0.1

Rơle trung gian điều khiển contactor K2

K31

Q0.2

Rơle trung gian điều khiển contactor K3

Bước 4: Chương trình điều khiển LAD

STL

Bước 5: Dowload PC -> PLC, tiến hành chạy thử. 59

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

BÀI 4: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 3 ĐỘNG CƠ I. Mục đích và yêu cầu a. Mục đích Làm quen với lệnh điều khiển Timer, lệnh điều khiển lưu trình. Hiểu và biết cách sử dụng lệnh điều khiển Timer. Thiết kế được mạch điều khiển đảm bảo công nghệ bằng PLC S7-300. Mạch làm việc an toàn. b. Yêu cầu 1. Thiết kế mạch động lực. 2. Xác định các tín hiệu vào ra. 3. Lựa chọn cấu hình phần cứng, tiến hành lắp đặt và thiết lập trên phần mềm Step7. 4. Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra. 5. Lập trình chương trình điều khiển PLC S7-300. 6. Dowload PC -> PLC, tiến hành vận hành thử. II. Thiết bị - vật tư TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

3

Mô hình PLC S7-300

4

Bàn thực hành hiển thị

Đèn LED

5

Contactor

220V – 10A

3 cái / nhóm

6

Rơle nhiệt

10A

3 cái / nhóm

7

Động cơ không đồng bộ 3 pha

0.6 kW, Y- ∆ 660V/380

3 động cơ

III. Nội dung

Xây dựng mạch điện động lực và điều khiển có tiếp điểm, viết chương trình trên PLC S7 -200 điều khiển các động cơ điện xoay chiều 3 pha KĐB theo yêu cầu sau: khi ấn nút mở máy thì động cơ Đ1 làm việc, sau 10 giây thì động cơ Đ2 làm việc, sau 10 giây tiếp theo thì động cơ Đ3 làm việc, khi ấn nút dừng thì thứ tự các động cơ dừng ngược lại. 60

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 1: Sơ đồ mạch động lực ~ 380/220 V

CD1

CD3

CD2

CC1

CC2

CC3

K1

K2

K3

RN1

RN2

ÐC1

RN3

ÐC2

ÐC3

Bước 2: Xác định các tín hiệu vào ra: Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

1. Nút nhấn mở máy M

1. Contactor K1

2. Nút dừng máy D

2. Contactor K2

3. Các tiếp điểm thường đóng của Rơle 3. Contactor K3 nhiệt của 3 động cơ Bước 3: Lựa chọn cấu hình phần cứng, tiến hành lắp đặt và thiết lập trên phần mềm Step7: Công nghệ có số lượng đầu vào và đầu ra ít, nên ta có thể lựa chọn phần cứng sao cho tối ưu nhất. Bài toán trong nội dung thực hành được thực hiện trên mô hình thí nghiệm PLC S7-300. Cấu hình phần cứng mô hình thí nghiệm PLC S7-300 gồm: -

Module PS 307 2A, mã 6ES7 307-1BA00-0AA0.

-

Module CPU 314, mã 6ES7 314-1AG13-0AB0 với Work memory 96 KB

-

Module DI 16 x DC24V, mã 6ES7 321-1BH02-0AA0. 61

Tài liệu lưu hành nội bộ

-

Thực hành PLC S7-300

ModuleDO16xDC24V/0.5A, mã 6ES7 322-8BH01-0AB0.

Quá trình lắp đặt một trạm PLC S7-300, đấu nối các module PS, CPU, SM đã đuợc trình bày ở các bài thực hành trước. Sau chỉ trình bày sơ đồ nối dây với các thiết bị vào ra như nút nhấn, rơle … Sơ đồ nối dây module DI với các nút nhấn M và D: I0.0 I0.1 …

I1.0 …

I0.7

I1.7 M

M

+

D

Sơ đồ nối dây module DO: L+ Q0.0 Q0.1 Q0.2 …

+

K11

Q0.7

K21 K31

-

M

L+ Q1.0

…

Q1.7 M

+ -

Nối rơle trung gian với contactor

Sau khi thiết lập và đấu nối phần cứng. Ta tiến hành thiết lập phần cứng trên phần mềm Step7.

62

Sơ đồ nối dây PLC

Nối rơle trung gian với contactor

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 4: Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra Ký hiệu

Địa chỉ

Chú thích

M

I0.0

Nút nhấn hoạt động hệ thống, thường mở NO

D

I0.1

Nút nhấn dừng máy, thường mở NO

K11

Q0.0

Rơle trung gian điều khiển K1 (Động cơ 1)

K21

Q0.1

Rơle trung gian điều khiển K2 (Động cơ 2)

K31

Q0.2

Rơle trung gian điều khiển K3 (Động cơ 3)

Bước 5: Chương trình điều khiển LAD

STL

63

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 6: Dowload PC -> PLC, tiến hành chạy thử

64

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

BÀI 5: ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG I. Mục đích và yêu cầu a. Mục đích Nắm được quy trình hoạt động của hệ thống đèn giao thông Làm quen với lệnh dịch chuyển nội dung ô nhớ, so sánh, Timer Thiết kế được mạch điều khiển bằng ngôn ngữ LAD, STL hay FBD PLC S7-300. b. Yêu cầu 1. Xác định các tín hiệu vào ra. 3. Lựa chọn cấu hình phần cứng và thiết lập trên phần mềm Step7. 4. Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra. 5. Lập trình chương trình điều khiển PLC S7-300. 6. Dowload PC -> PLC, tiến hành vận hành thử. II. Thiết bị - vật tư TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

3

Mô hình PLC S7-300

4

Bàn thực hành hiển thị

Đèn LED

III. Nội dung Yêu cầu công nghệ: Viết chương trình điều khiển đèn giao thông cho ngã tư, đèn hoạt động như sau: Quá trình hoạt động hệ thống đèn giao thông với như sau : Hệ thống có 2 chế độ : Chế độ bằng tay và tự động: Chế độ tự động: Đèn xanh của 2 tuyến sáng trong 15s, đèn vàng của 2 tuyến sáng trong 5s và đèn đỏ của 2 tuyến sáng trong 20s. Chế độ điều khiển bằng tay: Mỗi tuyến chỉ có đèn xanh và đèn đỏ sáng, các đèn của 2 tuyến sáng trong thời gian tùy thuộc vào người điều khiển giao thông. Nhấn nút nhấn ON hệ thống hoạt động, nhấn nút nhấn OFF hệ thống dừng, nhấn nút NGHỈ, đèn vàng nhấp nháy, đèn xanh và đèn đỏ tắt. 65

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 1: Xác định các tín hiệu vào ra: Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

1. Nút nhấn mở máy M

1. Đèn đỏ 1

2. Nút dừng máy D

2. Đèn vàng 1

3. Công tắc chuyển chế độ Auto – Manual

3. Đèn xanh 1

4. Nút nhấn ưu tiên tuyến đường 1

4. Đèn đỏ 2

5. Nút nhấn ưu tiên tuyến đường 2

5. Đèn vàng 2

6. Nút nhấn nghỉ

6. Đèn xanh 2

Bước 2: Lựa chọn cấu hình phần cứng, tiến hành lắp đặt và thiết lập trên phần mềm Step7: Công nghệ có số lượng đầu vào và đầu ra ít, nên ta có thể lựa chọn phần cứng sao cho tối ưu nhất. Bài toán trong nội dung thực hành được thực hiện trên mô hình thí nghiệm PLC S7-300. Cấu hình phần cứng mô hình thí nghiệm PLC S7-300 gồm: -

Module PS 307 2A, mã 6ES7 307-1BA00-0AA0.

-

Module CPU 314, mã 6ES7 314-1AG13-0AB0 với Work memory 96 KB

-

Module DI 16 x DC24V, mã 6ES7 321-1BH02-0AA0.

-

ModuleDO16xDC24V/0.5A, mã 6ES7 322-8BH01-0AB0.

66

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Quá trình lắp đặt một trạm PLC S7-300, đấu nối các module PS, CPU, SM đã đuợc trình bày ở các bài thực hành trước. Sau chỉ trình bày sơ đồ nối dây với các thiết bị vào ra như nút nhấn, rơle … Bước 3: Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra Ký hiệu

Địa chỉ

Chú thích

ON

I0.0

Nút nhấn khởi động

OFF

I0.1

Nút nhấn dừng

UTT1

I0.4

Ưu tiên tuyến đường 1

UTT2

I0.5

Ưu tiên tuyến đường 2

NG

I0.6

Nút nhấn Nghỉ

Đ1

Q0.0

Ngõ ra điều khiển đèn xanh tuyến 1

V1

Q0.1

Ngõ ra điều khiển đèn xanh vàng 1

Đ1

Q0.2

Ngõ ra điều khiển đèn đỏ tuyến 1

X2

Q0.3

Ngõ ra điều khiển đèn xanh tuyến 2

V2

Q0.4

Ngõ ra điều khiển đèn vàng tuyến 2

Đ2

Q0.5

Ngõ ra điều khiển đèn đỏ tuyến 2

Bước 4: Chương trình điều khiển LAD

STL

67

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

68

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

69

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 5: Dowload PC -> PLC, tiến hành chạy thử.

70

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

BÀI 6: ĐẾM SẢN PHẨM ĐƯỢC ĐÓNG GÓI I. Mục đích và yêu cầu a. Mục đích Hiểu và biết cách sử dụng lệnh điều khiển Counter. Thiết kế được mạch điều khiển đảm bảo công nghệ bằng PLC S7-300. Mạch làm việc an toàn. b. Yêu cầu 1. Thiết kế mạch động lực. 2. Xác định các tín hiệu vào ra. 3. Lựa chọn cấu hình phần cứng và thiết lập trên phần mềm Step7. 4. Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra. 5. Lập trình chương trình điều khiển PLC S7-300. 6. Dowload PC -> PLC, tiến hành vận hành thử. II. Thiết bị - vật tư TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

3

Mô hình PLC S7- 300

4

Bàn thực hành hiển thị

Đèn LED

5

Động cơ không đồng bộ 3 pha

0.6 KW Y/∆ 380/220

1 động cơ

III. Nội dung Yêu cầu công nghệ: Sản phẩm đã đóng gói được đưa vào một thùng chứa bằng một băng tải (kéo bởi động cơ M). Mỗi thùng chứa được 10 sản phẩm. Khi sản phẩm đã được đếm đủ thì băng tải dừng lại đề cho người vận hành đưa một thùng rỗng vào. Sau khi người vận hành ấn nút S1(NO) để tiếp tục thì băng tải hoạt động. Quá trình cứ lặp đi lặp lại cho đến khi nào ấn nút dừng S0 (NC). Sản phẩm trước khi đưa vào thùng sẽ đi qua cảm biến quang S2 (NC). 71

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 1: Thiết kế mạch động lực

Bước 2: Xác định các tín hiệu vào ra: Tín hiệu vào 1. Nút nhấn mở máy S1

Tín hiệu ra 1. Contactor K1

2. Nút dừng máy S0 3. Tiếp điểm thường đóng của Rơle nhiệt 4. Cảm biến S2

72

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 3: Lựa chọn cấu hình phần cứng, tiến hành lắp đặt và thiết lập trên phần mềm Step7: Công nghệ có số lượng đầu vào và đầu ra ít, nên ta có thể lựa chọn phần cứng sao cho tối ưu nhất. Bài toán trong nội dung thực hành được thực hiện trên mô hình thí nghiệm PLC S7-300. Cấu hình phần cứng mô hình thí nghiệm PLC S7-300 gồm: -

Module PS 307 2A, mã 6ES7 307-1BA00-0AA0.

-

Module CPU 314, mã 6ES7 314-1AG13-0AB0 với Work memory 96 KB

-

Module DI 16 x DC24V, mã 6ES7 321-1BH02-0AA0.

-

ModuleDO16xDC24V/0.5A, mã 6ES7 322-8BH01-0AB0.

Quá trình lắp đặt một trạm PLC S7-300, đấu nối các module PS, CPU, SM đã đuợc trình bày ở các bài thực hành trước. Sau chỉ trình bày sơ đồ nối dây với các thiết bị vào ra như nút nhấn, rơle … Sơ đồ nối dây module DI với các nút nhấn M và D: I0.0 I0.1 I0.2

…

I1.0 …

I0.7

I1.7 M

S0

S1

+

S2

Sơ đồ nối dây module DO: L+

Q0.0 Q0.1

…

Q0.7

L+ Q1.0

…

Q1.7 M

+

+ -

M

K11

-

Nối rơle trung gian với contactor

73

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 4: Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra Ký hiệu

Địa chỉ

Chú thích

S0

I0.0

Nút nhấn dừng, NC

S1

I0.1

Nút nhấn khởi động băng tải, NO

S2

I0.2

Cảm biến nhận biết sản phẩm, NO

K1

Q0.0

Contactor điều khiển động cơ M

Bước 5: Chương trình điều khiển LAD

STL

Bước 6: Dowload PC -> PLC, tiến hành chạy thử. 74

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

BÀI 7: ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN RÓT VÀ ĐÓNG NẮP CHAI I. Mục đích và yêu cầu a. Mục đích Hiểu và biết cách sử dụng lệnh điều khiển Timer, Counter, lệnh gọi chương trình con, lệnh số học, lệnh so sánh trong quá trình soạn thảo. Thiết kế được mạch điều khiển đảm bảo công nghệ bằng PLC S7-300. Mạch làm việc an toàn. b. Yêu cầu 1. Thiết kế mạch động lực. 2. Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra. 3. Lập trình chương trình điều khiển PLC S7-300. 4. Dowload PC -> PLC, tiến hành vận hành thử. II. Thiết bị - vật tư TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

1

3

Mô hình PLC S7-300

1

5

Dây chuyền rót và đóng lắp chai

1

III. Nội dung Yêu cầu công nghệ: Nhấn nút ON băng tải 1 hoạt động đưa chai không chạy trên băng tải 1, tới vị trí rót nhớt băng tải một dừng, hệ thống rót nhớt vào chai và đồng thời băng tải 2 cũng hoạt động. Sau 5s (thời gian rót nhớt là 5s) thì băng tải 1 hoạt động trở lại. Khi chai gặp cảm biến đóng lắp (tại băng tải 2) thì băng tải 2 dừng để quá trình đóng lắp bắt đầu. Thời gian đóng lắp là 5s sau đó băng tải 2 hoạt động và vận chuyển chai vào thùng. Một thùng 10 chai, khi đếm đủ mười chai thì số thùng tăng lên một đơn vị. Nhấn nút nhấn OFF tắt dây chuyền, reset bộ đếm.

75

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 1: Sơ đồ mạch động lực: ~ 380/220 V

CD1

CD3

CD2

CD3

CC1

CC2

CC3

CC3

K1

K2

K3

K3

RN1

RN2

ÐC1

Băng tải 1

RN3

ÐC2

Băng tải 2

RN3

ÐC3

Rót nhớt

ÐC3

Đóng lắp

76

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 2: Xác định các tín hiệu vào ra: Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

1. Nút nhấn dừng hệ thống, thường mở NO

1. Ngõ ra điều khiển băng tải 1 (K1)

2. Nút nhấn hoạt động hệ thống, thường mở NO

2. Ngõ ra điều khiển băng tải 2 (K2)

3. Cảm biến chai rót nhớt

3. Ngõ ra điều khiển rót nhớt (K3)

4. Cảm biến chai đóng nắp

4. Ngõ ra điều khiển đóng nắp (K4)

5. Cảm biến đếm chai Bước 3: Lựa chọn cấu hình phần cứng, tiến hành lắp đặt và thiết lập trên phần mềm Step7: Công nghệ có số lượng đầu vào và đầu ra ít, nên ta có thể lựa chọn phần cứng sao cho tối ưu nhất. Bài toán trong nội dung thực hành được thực hiện trên mô hình thí nghiệm PLC S7-300. Cấu hình phần cứng mô hình thí nghiệm PLC S7-300 gồm: -

Module PS 307 2A, mã 6ES7 307-1BA00-0AA0.

-

Module CPU 314, mã 6ES7 314-1AG13-0AB0 với Work memory 96 KB

-

Module DI 16 x DC24V, mã 6ES7 321-1BH02-0AA0.

-

Module DO16xDC24V/0.5A, mã 6ES7 322-8BH01-0AB0.

Quá trình lắp đặt một trạm PLC S7-300, đấu nối các module PS, CPU, SM đã đuợc trình bày ở các bài thực hành trước. Sau chỉ trình bày sơ đồ nối dây với các thiết bị vào ra như nút nhấn, rơle … Sơ đồ nối dây module DI với các nút nhấn M và D: I0.0 I0.1 …

I0.7

I1.0 …

I1.7 M

Stop

Sta

CB1 CB2

CB3 CB4

+

Sơ đồ nối dây module DO: 77

Tài liệu lưu hành nội bộ

L+

Q0.0 Q0.1

…

Thực hành PLC S7-300

Q0.7

L+ Q1.0

M

Q1.7 M

+

+ -

…

K11

K21

K31

K41

-

Nối rơle trung gian với contactor Q0.3

K41

K4

Bước 4: Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra Ký hiệu

Địa chỉ

Chú thích

OFF

I0.0

Nút nhấn dừng hệ thống, thường mở NO

ON

I0.1

Nút nhấn hoạt động hệ thống, thường mở NO

CB1

I0.2

Cảm biến chai rót nhớt

CB2

I0.3

Cảm biến chai đóng nắp

CB3

I0.4

Cảm biến đếm chai

BT1

Q0.1

Ngõ ra điều khiển băng tải 1

BT2

Q0.2

Ngõ ra điều khiển băng tải 2

ROT

Q0.3

Ngõ ra điều khiển rót nhớt

DONG

Q0.4

Ngõ ra điều khiển đóng nắp

78

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 5: Chương trình điều khiển LAD

STL

79

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

80

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 6: Dowload PC -> PLC, tiến hành chạy thử. BÀI 8: ĐIỀU KHIỂN CHUÔNG BÁO TIẾT HỌC I. Mục đích và yêu cầu a. Mục đích Hiểu và biết cách sử dụng hàm đọc thời gian thực trong thư viện chuẩn, từ đó kết hợp với các lệnh di chuyển, so sánh giải quyết bài toán cụ thể. Thiết kế được mạch điều khiển đảm bảo công nghệ bằng PLC S7-300. Mạch làm việc an toàn. b. Yêu cầu 1. Thiết kế mạch động lực. 2. Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra. 3. Lập trình chương trình điều khiển PLC S7-300. 4. Dowload PC -> PLC, tiến hành vận hành thử. II. Thiết bị - vật tư TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

1

3

Mô hình PLC S7-300

1

5

Chuông

1

III. Nội dung Yêu cầu công nghệ: Viết chương trình điều khiển chuông báo tiết học theo yêu cầu sau: -

Từ 7h00’00’’ đến 7h00’10’’ chuông kêu, báo vào tiết học.

-

Từ 9h00’00’’ đến 9h00’08’’ chuông kêu, báo giờ giải lao.

-

Từ 9h15’00’’ đến 9h15’10’’ chuông kêu, báo hết giờ giải lao.

-

Từ 11h00’00’’ đến 11h00’20’’ chuông kêu báo giờ học kết thúc

3.1 Lý thuyết

81

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bên trong PLC S7-300 có trang bị một một động hồ chỉ thời gian ngày tháng và giời làm việc. Chúng ta có thể cài đặt hay truy cập ngày tháng và giờ làm việc cho bộ đồng hồ bên trong PLC. 3.1.1 Cài đặt thời gian thực Từ giao diện lập trình:

Chọn PLC --> Set Time of Day

Chọn Take from PG/PC --> Apply --> Close : để lấy ngày giờ trong bộ đồng hồ của PLC chuyển xuống cho PLC. Khi này bộ đồng hồ của PLC sẽ có ngày tháng giống như đồng hồ của máy tính vừa mới chuyển xuống. 3.1.2 Đọc giá trị từ đồng hồ Hàm SFC1

82

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Các đại lượng về thời gian gồm ngày tháng năm, giờ phút giây được phân bố trong 8 byte theo thứ tự như sau: Byte 0

Năm

LB12

Byte 1

Tháng

LB13

Byte 2

Ngày

LB14

Byte 3

Giờ

LB15

Byte 4

Phút

LB16

Byte 5

Giây

LB17

Byte 6

ms (hàng trăm, hàng chục)

LB18

Byte 7

ms (đơn vị)

Thứ

LB19

Muốn truy suất đại lượng nào thì dùng hàm MOV để lấy ra. Riêng giá trị thứ phải dùng hàm AND hoặc hàm FC7

RET_VAL chứa giá trị của thứ trong tuần: 1 là chủ nhật, 2 --> 7 là từ thứ hai cho đến thứ 7 3.2 Thực hành Bước 1: Sơ đồ mạch động lực Bước 2: Xác định các tín hiệu vào ra: 83

Băng tải 1

Băng tải 2

Rót nhớt

Đóng lắp

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Tín hiệu vào

Tín hiệu ra

1. Nút nhấn dừng hệ thống, thường mở NO

1. Ngõ ra điều khiển chuông

2. Nút nhấn hoạt động hệ thống, thường mở NO Bước 3: Lựa chọn cấu hình phần cứng, tiến hành lắp đặt và thiết lập trên phần mềm Step7: Công nghệ có số lượng đầu vào và đầu ra ít, nên ta có thể lựa chọn phần cứng sao cho tối ưu nhất. Bài toán trong nội dung thực hành được thực hiện trên mô hình thí nghiệm PLC S7-300. Cấu hình phần cứng mô hình thí nghiệm PLC S7-300 gồm: -

Module PS 307 2A, mã 6ES7 307-1BA00-0AA0.

-

Module CPU 314, mã 6ES7 314-1AG13-0AB0 với Work memory 96 KB

-

Module DI 16 x DC24V, mã 6ES7 321-1BH02-0AA0.

-

Module DO16xDC24V/0.5A, mã 6ES7 322-8BH01-0AB0.

Quá trình lắp đặt một trạm PLC S7-300, đấu nối các module PS, CPU, SM đã đuợc trình bày ở các bài thực hành trước. Sau chỉ trình bày sơ đồ nối dây với các thiết bị vào ra như nút nhấn, rơle … Sơ đồ nối dây module DI với các nút nhấn M và D: I0.0 I0.1 …

I1.0 …

I0.7

I1.7 M

Stop

+

Start

Sơ đồ nối dây module DO: L+

Q0.0 Q0.1

Q0.7

M

L+ Q1.0

…

Q1.7 M

+

+ -

…

K11

-

84

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Nối rơle trung gian với contactor

Bước 4: Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra Ký hiệu

Địa chỉ

Chú thích

OFF

I0.0

Nút nhấn dừng hệ thống, thường mở NO

ON

I0.1

Nút nhấn hoạt động hệ thống, thường mở NO

C

Q0.0

Chuông

Bước 5: Chương trình điều khiển LAD

STL

85

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

Bước 6: Dowload PC -> PLC, tiến hành chạy thử. BÀI 9: LẬP TRÌNH CẤU TRÚC I. Mục đích và yêu cầu a. Mục đích Hiểu và biết cách sử dụng cách lập trình cấu trúc với các khối FC, FB để giải quyết các bài toán. Thiết kế được mạch điều khiển đảm bảo công nghệ bằng PLC S7-300. Mạch làm việc an toàn. b. Yêu cầu 1. Thiết kế mạch động lực. 2. Lập bảng symbol xác định thiết bị vào ra. 3. Lập trình chương trình điều khiển PLC S7-300. 4. Dowload PC -> PLC, tiến hành vận hành thử. II. Thiết bị - vật tư TT

Thiết bị vật tư

Thông số kỹ thuật

Số lượng

1

Máy tính cá nhân

Pentum III

Tùy theo mức độ

2

Cable chuyển đổi PC/MPI

1

3

Mô hình PLC S7-300

1

5

Động cơ 3 pha 380/220

3

III. Nội dung Yêu cầu công nghệ: Viết chương trình điều khiển 3 động cơ theo yêu cầu sau: -

Nhấn M1: Động cơ 1 và 2 hoạt động.

-

Nhấn M2: Động cơ 2 và 3 hoạt động.

-

Nhấn M3: Động cơ 1 và 3 hoạt động. 86

Tài liệu lưu hành nội bộ

-

Thực hành PLC S7-300

Nhấn M4: Hệ thống dừng.

3.1 Lập trình cấu trúc không truyền tham số hình thức . 3.2 Lập trình cấu trúc có truyền tham số hình thức Chương trình điều khiển LAD

STL

Bước 6: Dowload PC -> PLC, tiến hành chạy thử.

87

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Vân Hà: Tự động hóa với Simatic S7 - 300. Nhà xuất bản khoa học và Kỹ thuật, 2007. 2. Trung tâm Việt Đức Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật: Simatic S7-300 Điều khiển hệ thống (SYSTEMHANDLING), 2000. 3. Siemens AG 1998: Programmable Logic Controllers S7-300 Module Data. 4. Siemens AG 1998: S7-300 Programmable Controller, Hardware and Installation. 5. Siemen 2010: SIMATIC Ladder Logic (LAD) for S7-300 and S7-400 Programming.

88

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

MỤC LỤC PHẦN 1: BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH S7-300 Bài 1: Giới thiệu bộ điều khiển logic khả trình S7-300----------------------------------------1 Bài 2: Kết nối PLC S7-300 với máy tính -------------------------------------------------------18 Bài 3: Hướng dẫn sử dụng phần mềm Step7 --------------------------------------------------25 PHẦN 2: THỰC HÀNH PLC S7-300 Bài 1: Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha----------------------------------------------46 Bài 2: Đảo chiều động cơ không đồng bộ 3 pha-----------------------------------------------52 Bài 3: Khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha theo phương pháp đổi nối sao – tam giác---------------------------------------------------------------------------------------------------56 Bài 4: Điều khiển hệ thống 3 động cơ-----------------------------------------------------------60 Bài 5: Điều khiển hệ thống đèn giao thông-----------------------------------------------------65 Bài 6: Đếm sản phẩm được đóng gói------------------------------------------------------------71 Bài 7: Điều khiển dây chuyền rót và đóng lắp chai-------------------------------------------75 Bài 8: Điều khiển chuông báo tiết học ----------------------------------------------------------81 Bài 9: Lập trình cấu trúc --------------------------------------------------------------------------86 TÀI LIỆU THAM KHẢO-----------------------------------------------------------------------88 MỤC LỤC------------------------------------------------------------------------------------------89

89

Tài liệu lưu hành nội bộ

Thực hành PLC S7-300

90