phân loại va đếm sản phẩm

MỤC LỤC

MỤC LỤC..................................................................................................................2
Chương 1 : Cơ sở lý thuyết........................................................................................5
1.1.Tổng quan hoạt động của hệ thống......................................................................5
1.2.Các phương pháp đo trọng lượng.........................................................................6
1.2.1.Phương pháp cân bằng điểm 0..........................................................................6
1.2.2.Phương pháp cân dịch chuyển..........................................................................7
1.2.3.Giới thiệu cảm biến trọng lượng Loadcell........................................................7
1.3.Khếch đại tín hiệu................................................................................................8
1.3.1 Mạch khuếch đại vi sai......................................................................................9
1.3.2 Mạch khuếch đại đảo.....................................................................................10
1.3.3 Mạch khuếch đại không đảo............................................................................11
1.3.4 Mạch theo điện áp...........................................................................................11
1.3.5 Mạch khuếch đại tổng.....................................................................................12
1.4. Biến đổi ADC....................................................................................................13
1.4.1 Mạch lấy mẫu và giữ (sample anh hold).........................................................13
1.4.2 Mạch đổi dùng điện thế tham chiếu nấc thang................................................15
1.5.Cơ cấu truyền động trong hệ thống....................................................................16
1.5.1.Cơ cấu Xilanh-piston khí nén.........................................................................16
1.6 Tìm hiểu về loại PLC S7-200:...........................................................................17
1.6.1 Khái quát về PLC S7 200................................................................................17
1


1.6.2 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA S7-200:.....................................................18
1.6.3 Cấu trúc bộ nhớ:.............................................................................................21
1.6.4 Ngơn ngữ lập trình.........................................................................................24
1.6.5 Mở rộng cổng vào ra:.....................................................................................30
1.6.6 Kiểu dữ liệu:....................................................................................................30
CHƯƠNG 2: Thiết kế hệ thống điều khiển.............................................................31

2.1 Kết cấu hệ thống.................................................................................................31
2.1.1 Sơ đồ thiết bị...................................................................................................31
2.1.2 Tổng quan phần cơ khí....................................................................................32
2.2 Tính tốn chọn thiết bị.......................................................................................32
2.2.1 Tính chọn động cơ băng tải.............................................................................32
2.2.2 Tính chọn cảm biến Loadcell..........................................................................34
2.2.3 Khối khuếch đại đo lường..............................................................................35
2.2.4 Tính chọn Xilanh khí nén................................................................................36
2.2.5 Bộ ADC- Module mở rộng.............................................................................37
2.2.6.Bộ điều khiển trung tâm:.................................................................................40
2.2.7 THIẾT BỊ LẬP TRÌNH:.................................................................................41
Chương 3: Chương trình điều khiển........................................................................44
3.Sơ đồ thuật tốn.....................................................................................................44
3.1.Chương trình điều khiển....................................................................................44
3.1.1.Xây dựng thuật tốn PLC S7-200..................................................................44
.3.1.2. Xây dựng chương trình ................................................................................45
3.2.Thiết bị giao tiếp máy tính.................................................................................50
2


CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN.......................................................................................52
4.1 Kết quả nghiên cứu lý thuyết.............................................................................52
4.2 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm.......................................................................52
4.3 Hạn chế và giải pháp khắc phục.........................................................................52

3


Chương 1 : Cơ sở lý thuyết.
1.1.Tổng quan hoạt động của hệ thống

Sản Phẩm

Phân
loại sản
phẩm

Xilanh, Pitton,
Động cơ

LoadCell

Khuếch
Đại

Chuyển đổi
ADC

Đếm và
hiển thị

Cảm biến

Rơ le,cơng tắc
tơ,cuộn hút

Bộ Xử lý
PLC

Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ hệ thống
Hoạt động của hệ thống: Dưới tác dụng trọng lực của sản phẩm lên bề mặt

loadcell, loadcell sẽ chuyển hóa thành 1 điện áp nhỏ ở ngõ ra.Tín hiệu điện rất nhỏ
này được khuếch đại lên nhiều lần để phù hợp mức cấp cho bộ chuyển đổi tín hiệu
từ tương tự sang tín hiệu sơ(Bộ ADC).tín hiệu sau chuyển đổi được đưa vào bộ xử
lý trung tâm của PLC, ở đây tín hiệu xử lý,tính tốn theo chương trình của người
lập trình và đưa ở ngõ ra tín hiệu điều khiển Rơ le,cuộn hút, cơng tắc tơ.Từ đó có
thể điều khiển động cơ chạy hay dừng, xilanh đẩy ra hay thu về để làm nhiệm vụ
phân loại sản phẩm đén từng khu vực.Cảm biến trong hệ thống có tác tác dụng gửi
tín hiệu số cho bộ xử lý để điều khiển các cơ cấu và đếm số lượng sản phẩm đưa ra
màn hình.
Hệ thống này phù hợp với nhiều ứng dụng tự động hóa thực tế như hệ thống
phân loại và đếm sản phẩm. dây chuyền đóng gói sản phẩm…

4


1.2.Các phương pháp đo trọng lượng
1.2.1.Phương pháp cân bằng điểm 0
Cân bằng đòn cân là 1 ứng dụng của cân bằng điểm 0 vào việc đo khối
lượng. Một khối lượng chưa biết được đặt lên đĩa cân. Các quả cân được hiệu
chỉnh chính xác có kích thước khác nhau được đặt lên đĩa bên kia cho đến khi cân
bằng khối lượng chưa biết bằng tổng khối lượng các quả cân đặt lên.

Hình 1.2: phương pháp cân bằng điểm 0
Cánh tay cân bằng còn được dung trong việc đo khối lượng và được chế tạo
để ít chịu sự thay đổi nhiệt độ ở hai đầu của tay đòn.
Thay đổi chiều dài l 1 đến khi hệ thống cân bằng. Theo định luật moment hệ
thống sẽ cân bằng khi P1.l1=P2l2
Suy ra m1.g.l1=m2.g.l2
Với g khơng đổi thì ml=m2l2

Hình 1.3 Định luật momen lực

5


Theo biểu thức trên, nếu các khoảng cách chiều dài và một khối lượng chuẩn đã
biết sẽ suy ra khối lượng cần tìm.
1.2.2.Phương pháp cân dịch chuyển
Cân đồng hồ lị xo thực tế là một ứng dụng đo khối lượng thong qua sự dịch
chuyển dưới tác dụng của trọng lực do vật khối lượng m gây ra.
Khối lượng chưa biết đặt lên giá cân treo trên lò xo đã được hiệu chỉnh. Lò
xo di động cho đến khi lực đàn hồi của lò xo cân bằng với trọng trường tác động
lên khối lượng chưa biết . Ở các cân đồng hồ chỉ thị kim, lượng di động của lò xo
sẽ làm cho kim quay thông qua một cơ cấu bánh răng với tỉ lệ hợp lý và góc quay
của kim sẽ xác định khối lượng của vật cần cân.Cảm biến thường được dung phổ
biến là Loadcell.
1.2.3.Giới thiệu cảm biến trọng lượng Loadcell
Loadcell hay được gọi là cảm biến trọng lượng .Bộ phận chính của loadcell
là những tấm điện trở mỏng loại dán.Tấm điện trở là 1 phương tiện để biến đổi 1
biến dạng bé thành sự thay đổi tương ứng trong điện trở.Có 2 loại điện trở dán
dung làm cảm biến lực dịch chuyển: laoij lien kết (bonded) là loại không lien kết
(unbounded).
Tấm điện trở liên kết dùng để đo độ biến dạng ở 1 vị trí các định trên bề mặt
của bộ phận đàn hồi .Điện trở này được dán trực tiếp vào điểm cần đo biến dạng
của vật đàn hồi.Biến dạng này được truyền trực tiếp vào tấm điện trở và nó làm
thay đổi giá trị điện trở tương ứng.
Hoạt động của mạch cầu có hai trường hợp: mạch cầu cân bằng và mạch
cầu không cân bằng.Ở mạch cầu cân bằng, điện trở của cảm biến được xác định từ
giá trị ba điện trở đã biết trước. Ở cách đo không cân bằng, sự thay đổi điện áp của
ngõ ra mạch cầu. Sử dụng bộ khuếch đại sai lệch này lên để dễ dàng xử lý.

6


Hình 1.4 sơ đồ thay thế loadcell
Các trị số điện trở R2, R3, R4 là cố định nên cầu sẽ bằng khi điện trở làm cảm
biến là Rs ở 1 giá trị cơ sở xác định, ta gọi giá trị này là R bal .Liên hệ giữa giá trị
R2, R3, R4 và Rbal khi cầu cân bằng là:
Rbal= R2.R3/R4

Hình1.5: Một số cảm biến loadcell
1.3.Khếch đại tín hiệu
Hiện nay các bộ khuếch đại thuật tốn(KĐTT) đóng vai trị quan trọng và
được ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật khuếch đại, tính tốn , điều khiển, tạo
hàm,tạo tín hiệu hình sine và xung, sử dụng ổn áp và các bộ lọc tích cực…Trong kỹ

7


thuật mạch tương tự, các mạch tính tốn và điều khiển được xây dựng chủ yếu dựa
trên bộ khuếch đại thuật toán.
Bộ khuếch đại thuật toán (KĐTT) và các bộ khuếch đại thơng thường khác
nhau có đặc tính tương tự. Cả hai loại đều dùng để khuếch đại điện áp, dịng điện
và cơng suất.Tính ưu việt của bộ khuếch đại thuật tốn là , tác dụng của mạch điện
có bộ KĐTT có thể thay đổi được dễ dàng bằng việc thay đổi các phần tử mạch
ngoài. Để thực hiện được điều đó , bộ KĐTT phải có đặc tính cơ bản là, hệ số
khuếch đại rất lớn , trở kháng cửa vào rất lớn và trở kháng cửa ra rất nhỏ.
Trước đây , bộ KĐTT thường được sử dụng trong việc thực hiện các phép
tốn giải tích ở các máy tính tương tự, nên được gọi là KĐTT (theo tiếng anh là
Operational Amplifier viết tắt là OP-AMP). Ngày nay, KĐTT được sử dụng rộng

rãi hơn,đặc biệt là trong kĩ thuật đo lường và điều khiển .
1.3.1 Mạch khuếch đại vi sai

Hình 1.6 Mạch khuếch đại vi sai
Mạch điện này dùng để tìm ra hiệu số, hoặc sai số giữa 2 điện áp mà mỗi điện
áp có thể được nhân với một vài hằng số nào đó. Các hằng số này xác định nhờ các
điện trở.
Thuật ngữ "Mạch khuếch đại vi sai" không được nhầm lẫn với thuật ngữ
"Mạch vi phân" cũng trong bài này.

8


Tổng trở vi sai

(giữa 2 chân đầu vào) =

Hệ số khuếch đại vi sai :
Nếu

và

,

và
1.3.2 Mạch khuếch đại đảo

Hình 1.7 :Mạch khuếch đại đảo
Dùng để đổi dấu và khuếch đại một điện áp (nhân với một số âm)



(vì

là một điểm đất ảo)

 Một điện trở thứ ba, có trị số

, được

thêm vào giữa đầu vào không đảo và đất mặc dù đơi khi khơng cần
thiết lắm, nhưng nó sẽ giảm thiểu sai số do dòng định thiên đầu vào.

9


1.3.3 Mạch khuếch đại khơng đảo

Hình 1.8 :Mạch khuếch đại không đảo
Dùng để khuếch đại một điện áp (nhân với một hằng số lớn hơn 1)

(thực ra, tổng trở bản thân của đầu vào op-amp có giá trị từ 1



MΩ đến 10 TΩ. Trong nhiều trường hợp tổng trở đầu vào có thể được
xem như cao hơn, do ảnh hưởng của mạch hồi tiếp.)
 Một điện trở thứ ba, có giá trị bằng
tín hiệu vào

, được thêm vào giữa nguồn

và đầu vào không đảo trong khi thực ra không cần thiết,

nhưng nó sẽ làm giảm thiểu những sai số do dịng điện định thiên đầu
vào.
1.3.4 Mạch theo điện áp

Hình 1.9 :Mạch theo điện áp
Được sử dụng như một bộ khuếch đại đệm, để giới hạn những ảnh hưởng của
tải hay để phối hợp tổng trở (nối giữa một linh kiện có tổng trở nguồn lớn với một
10


linh kiện khác có tổng trở vào thấp). Do có hồi tiếp âm sâu, mạch này có khuynh
hướng khơng ổn định khi tải có tính dung cao. Điều này có thể ngăn ngừa bằng
cách nối với tải qua 1 điện trở.

(thực ra, tổng trở bản thân của đầu vào op-amp có giá trị từ 1



MΩ đến 10 TΩ.)
1.3.5 Mạch khuếch đại tổng

Hình 1.10 :Mạch khuếch đại tổng
Mach được sử dụng để làm phép cộng một số tín hiệu điện áp

 nếu

, và

độc lập thì

 Nếu Rf=R1:

 Ngõ ra sẽ đổi dấu
 Tổng trở đầu vào

, cho mỗi đầu vào (
11

xem như điểm đất ảo)


1.4. Biến đổi ADC
ADC hay Mạch chuyển đổi tương tự ra số hay Analog-to-digital converter, là
một Linh kiện bán dẫn thực hiện chuyển đổi một đại lượng vật lý tương tự liên
tục nào đó (thường là điện áp) sang giá trị số biểu diễn độ lớn của đại lượng đó.
Sự chuyển đổi liên quan đến việc lượng tử hóa tín hiệu ngõ vào, do đó nhất
thiết mắc một lượng lỗi. Thay vì làm một chuyển đổi duy nhất, ADC thực hiện việc
chuyển đổi theo định kỳ gọi là "mẫu" ngõ vào (sample). Kết quả là một quá trình
thời gian liên tục (continuous-time) và giá trị liên tục (continuous-amplitude) được
chuyển đổi sang dãy số rời rạc về cả hai thứ đó. Như vậy nó có hai đặc trưng quan
trọng nhất liên quan đến độ phân giải hai chiều:
1.4.1 Mạch lấy mẫu và giữ (sample anh hold)
Để biến đổi một tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, người ta khơng thể biến
đổi mọi giá trị của tín hiệu tương tự mà chỉ có thể biến đổi một số gía trị cụ thể
bằng cách lấy mẫu tín hiệu đó theo một chu kỳ xác định nhờ một tín hiệu có dạng
xung. Ngồi ra, mạch biến đổi cần một khoảng thời gian cụ thể (khoảng 1μs - 1ms)

do đó cần giữ mức tín hiệu biến đổi trong khoảng thời gian này để mạch có thể thực
hiện việc biến đổi chính xác. Đó là nhiệm vụ của mạch lấy mẫu và giữ.là dạng
mạch lấy mẫu và giữ cơ bản: Điện thế tương tự cần biến đổi được lấy mẫu trong
thời gian rất ngắn do tụ nạp điện nhanh qua tổng trở ra thấp của OP-AMP khi các
transistor dẫn và giữ giá trị này trong khoảng thời gian transistor ngưng (tụ phóng
rất chậm qua tổng trở vào rất lớn của OP-AMP)

12


 Nguyên tắc mạch biến đổi ADC
Mạch biến đổi ADC gồm bộ phận trung tâm là một mạch so sánh .Điện thế
tương tự chưa biết va áp vào một ngã vào của mạch so sánh, còn ngã vào kia nối
đến một điện thế tham chiếu thay đổi theo thời gian Vr(t). Khi chuyển đổi điện thế
tham chiếu tăng theo thời gian cho đến khi bằng hoặc gần bằng với điện thế tương
tự (với một sai số nguyên lượng hóa). Lúc đó mạch tạo mã số ra có giá trị ứng với
điện thế vào chưa biết. Vậy nhiệm vụ của mạch tạo mã số là thử một bộ số nhị phân
sao cho hiệu số giữava và trị nguyên lượng hóa sau cùng nhỏ hơn 1/2 LSB
|Va-(VFS/2n-1)(B2)| < 1/2LSB

13


1.4.2 Mạch đổi dùng điện thế tham chiếu nấc thang

Hình 1.12 Mạch ADC dùng điện thế tham chiếu nấc thang
Một cách đơn giản để tạo điện thế tham chiếu có dạng nấc thang là dùng một
mạch DAC mà số nhị phân vào được lấy từ mạch đếm lên .Khi có xung bắt đầu
FlipFlop và mạch đếm được đặt về 0 nên ngã ra Q của FF lên 1, mở cổng AND cho
xung CKvào mạch đếm. Ngã ra mạch đếm tăng dần theo dạng nấc thang (V DAC), đây

chính là điện thế tham chiếu, khi Vr còn nhỏ hơn va, ngã ra mạch so sánh còn ở
mức thấp và Q vẫn tiếp tục ở mức cao, nhưng khi Vr vùa vượt va ngã ra mạch so
sánh lên cao khiến Q xuống thấp, đóng cổng AND khơng cho xung CK qua và mạch
đếm ngưng. Đồng thời ngã ra Q lên cao báo kết thúc sự chuyển đổi. Số đếm ở mạch
đếm chính là số nhị phân tương ứng với điện thế vào.
Gọi thời gian chuyển đổi là t c. Thời gian chuyển đổi tùy thuộc điện thế cần
chuyển đổi. Thời gian lâu nhất ứng với điện thế vào bằng trị toàn giai:
Tc(max)=2n/fCK=2n.TCK
Mạch đổi này có tốc độ chậm. Một cách cải tiến là thay mạch đếm lên bởi
một mạch đếm lên/xuống Nếu ngã ra mạch so sánh cho thấy Vr nhỏ hơn va, mạch
Logic sẽ điều khiển đếm lên và ngược lai thì mạch sẽ đếm xuống. Nếu va khơng đổi
Vr sẽ dao động quanh trị va với hai trị số khác nhau 1 LSB
14


1.5.Cơ cấu truyền động trong hệ thống
1.5.1.Cơ cấu Xilanh-piston khí nén
Cơ cấu xilanh có chức năng biến đổi năng lượng tích lũy trong khí nén thành
động năng.Cụ thể là cung cấp các chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động
quay…
 Xilanh tác dụng đơn
 Nguyên tắc hoạt động:
- Khí nén chỉ được sử dụng để sinh cơng ở một phía của piston
- Piston lùi về bằng sực đàn hồi của lò xo hay của lực bên ngồi
- Xilanh có một cổng cấp nguồn khí,một lỗ thốt khí
- Điều khiển hoạt động của xi lanh đơn bằng van 3/2

Hình 1.13 Xilanh Đơn
 Nguyên lý cấu tạo,ký hiệu :

15


 Xilanh tác dụng kép
 Nguyên tắc hoạt động:
- Khí nén được sử dụng để sinh cơng ở hai phía của piston
- Xilanh có hai cửa cấp nguồn khí
- Điều khiển hoạt động của xilanh kép bằng van 4/2, 5/2 hoặc 5/3

1.6 Tìm hiểu về loại PLC S7-200:
1.6.1 Khái quát về PLC S7 200
PLC, (viết tắt của programable logic controller)là thiết bị điều khiển logic
lập trình được, hay thiếtbị logic khả trình cho phép thực hiện linh hoạt các thuật
tốn điều khiển logic thơng qua một ngơn ngữ lậptrình. Như vậy với chương trình
điều khiển trong PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn có thể dễ dàngthay đổi
thuật tốn điều khiển và trao đổi thơng tin với mơi trường bên ngồi ( PLC khác
hoặc máy tính ).S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình của hãng Siemens
16


( CHLB Đức ), có cấu trúc kiểumodule và có các module mở rộng. Các module này
được sử dụng với những mục đích khác nhau.Tồn bộ nội dung chương trình được
lưu trong bộ nhớ của PLC, trong trường hợp dung lượng bộnhớ khơng đủ ta có thể
sử dụng bộ nhớ ngồi để lưu chương trình và dữ liệu (Catridge ).Dịng PLC S7-200
có hai họ là 21X ( loại cũ ) và 22X ( loại mới ), trong đó họ 21X khơng cịn sảnxuất
nữa. Họ 21X có các đời sau: 210, 212, 214, 215-2DP, 216; họ 22X có các đời sau:
221, 222, 224,224XP, 226, 226XM
* Thông số và các đặc điểm kỹ thuật của series 22X :

1.6.2 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA S7-200:

a. Hình dáng và cấu trúc bên ngồi:
17


Hình 1.15 Mơ hình PLC S7 200 CPU 224XP

 Các đầu vào/ra số:
- Đầu vào (Ix.x ): kết nối với nút bấm, công tắc, sensor…với điện áp vào tiêu
chuẩn 24VDC.
- Đầu ra (Qx.x): kết nối với thiết bị điều khiển với các điện áp
24VDC/220VAC ( tùy theo loạiCPU ).
- Đầu vào nguồn: 24VDC/220VAC ( tùy theo loại CPU ).

 Đèn trạng thái:
- Đèn RUN (màu xanh): Chỉ báo PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện
chương trình đã đượcnạp vào bộ nhớ chương trình.
- Đèn STOP (màu vàng): Chỉ báo PLC đang ở chế độ dừng và không thực
hiện chương trình,các đầu ra đều ở trạng thái “OFF”.
- Đèn SF/DIAG: Chỉ báo hệ thống bị hỏng tức do lỗi phần cứng hoặc hệ điều
hành.
- Đèn Ix.x(màu xanh): Chỉ báo trạng thái của đầu vào số(ON/OFF).
- Đèn Qx.x(màu xanh): Chỉ báo trạng thái của đầu ra số(ON/OFF).

 Port truyền thông:
18


- Port truyền thông nối tiếp RS485: Giao tiếp với PC, PG, TD200, OP, mạng
biến tần…
- Port cho module mở rộng: Kết nối với module mở rộng.

 Công tắc chuyển chế độ:
- RUN: Cho phép PLC thực hiện chương trình, khi chương trình lỗi hoặc gặp lệnh
STOP thì PLC tự động chuyển sang chế độ STOP mặc dù công tắc vẫn ở vị trí
RUN ( quan sát đèn trạngthái ).
- STOP: Dừng cưỡng bức chương trình đang chạy, các đầu ra chuyển về OFF.
- TERM: Cho phép người dùng chọn một trong hai chế độ RUN/STOP từ xa, ngồi
ra cịn đượcdùng để download chương trình người dùng.

 Vít chỉnh tương tự:
Mỗi PLC đều có từ một đến hai vít chỉnh tương tự có thể xoay được 270 độ để
thay đổi giátrị của vùng nhớ biến trong chương trình.
b. Cấu trúc phần cứng:
Cấu trúc phần cứng của một PLC gồm có các module sau:

Khối ngõ vào
Hình
tổng quát của

 Đơn vị xử

Bộ nguồn

Đơn vị xử lý

Quản lý ghép

Bộ nhớ

trung tâm

nối

Khối ngõ ra

(CPU Central Processing Unit):

19

1.16 :Mơ hình
một PLC
lý trung tâm


CPU dùng để xử lý, thực hiện những chức năng điều khiển phức tạp quan
trọng của PLC. MỗiPLC thường có từ một đến hai đơn vị xử lý trung tâm.CPU
thường được chia làm hai loại: đơn vị xử lý “một bit” và đơn vị xử lý “từ ngữ”:
- Đơn vị xử lý “một bit”: Chỉ áp dụng cho những ứng dụng nhỏ, đơn giản,
chỉ đơn thuần xử lý ON/OFF nên kết cấu đơn giản, thời gian xử lý dài.
- Đơn vị xử lý “từ ngữ”: Có khả năng xử lý nhanh các thơng tin số, văn bản,
phép tốn, đolường, đánh giá, kiểm tra nên cấu trúc phần cứng phức tạp hơn nhiều
tuy nhiên thời gian xử lýđược cải thiện nhanh hơn.

 Bộ nhớ:
Bao gồm các loại bộ nhớ RAM, ROM, EEFROM, là nơi lưu trữ các thông
tin cần xử lý trongchương trình của PLC.Bộ nhớ được thiết kế thành dạng module
để cho phép dễ dàng thích nghi với các chức năng điềukhiển với các kích cỡ khác
nhau. Muốn mở rộng bộ nhớ chỉ cần cắm thẻ nhớ vào rãnh cắm chờ sẵn trênmodule
CPU
Bộ nhớ có một tụ dùng để duy trì dữ liệu chương trình khi mất điện

 Khối vào/ra:
Khối vào ra dùng để giao tiếp giữa mạch vi điện tử của PLC (điện áp
5/15VDC) với mạch cơngsuất bên ngồi (điện áp 24VDC/220VAC).Khối ngõ vào
thực hiện việc chuyển mức điện áp từ cao xuống mức tín hiệu tiêu chuẩn để đưa
vàobộ xử lý.
Khối ngõ ra thực hiện việc chuyển mức tín hiệu từ tiêu chuẩn sang tín hiệu
ngõ ra và cách lyquang.

 Bộ nguồn:
Biến đổi từ nguồn cấp bên ngoài vào để cung cấp cho sự hoạt động của PLC.

 Khối quản lý ghép nối:
20


Dùng để phối ghép giữa PLC với các thiết bị bên ngồi như máy tính, thiết bị
lập trình, bảng vậnhành, mạng truyền thông công nghiệp.
1.6.3 Cấu trúc bộ nhớ:
a. Phân chia bộ nhớ:
Bộ nhớ của PLC S7-200 được chia thành bốn vùng cơ bản và hầu hết có thể
đọc ghi được chỉ trừvùng nhớ đặc biệt (SM) chỉ có thể truy cập để đọc.
EEFROM Miền nhớ ngoài

Cấu trúc bộ nhớ của PLC.
- Vùng nhớ chương trình: Là miền nhớ được dùng để lưu trữ các lệnh được
dùng trong chươngtrình.Vùng này thuộc kiểu non-volatile có thể đọc và ghi được.
- Vùng nhớ tham số: Dùng để lưu giữ các tham số như từ khóa, địa chỉ
trạm… Vùng này thuộckiểu non-volatile có thể đọc và ghi được.
- Vùng dữ liệu: Dùng để cất giữ các dữ liệu của chương trình bao gồm kết
quả các phép tính, cáchằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền

thơng…
- Vùng đối tượng: Bao gồm các bộ đếm, bộ định thì, các cổng vào ra tương
tự. Vùng này khơngthuộc kiểu non-volatile nhưng có thể đọc và ghi được.

21


Hai vùng nhớ cuối có ý nghĩa quan trọng trong việc thực hiện một chương
trình.

 Vùng nhớ chương trình:
Vùng nhớ chương trình gồm ba khối chính: OB1, SUBROUTIN và
INTERRUPT.
- OB1: Chứa chương trình chính, các lệnh trong khối này ln được qt
trong mỗi vịng qt.
- SUBROUTIN: Chứa chương trình con, được tổ chức thành hàm và có biến
hình thức để traođổi dữ liệu, chương trình con sẽ được thực hiện khi có lệnh gọi từ
chương trình chính.
- INTERRUPT: Miền chứa chương trình ngắt, được tổ chức thành hàm và có
khả năng trao đổidữ liệu với bất kỳ một khối chương trình nào khác. Chương trình
này sẽ được thực hiện khi cósự kiện ngắt xảy ra.
 Vùng nhớ dữ liệu:
Vùng dữ liệu là một vùng nhớ động. Nó có thể được truy cập theo từng bit,
từng byte, từng từ đơn(word) hay từ kép (double word) và được sử dụng làm miền
lưu trữ dữ liệu cho các thuật tốn, các hàmtruyền thơng, lập bảng, các hàm dịch
chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ…Vùng dữ liệu được chia thành những
vùng nhớ nhỏ để phục vụ cho những mục đích và cơng dụngkhác nhau, bao gồm
các vùng sau:
- V (Variable memory): Vùng nhớ biến.
- I (Input image register): Vùng đệm đầu vào.

- Q (Output image register): Vùng đệm đầu ra.
- M (Internal memory bits): Vùng nhớ các bit nội.
- SM (Special memory): Vùng nhớ đặc biệt.
22


Cách thức truy cập địa chỉ của vùng nhớ dữ liệu:

 Truy cập trực tiếp:
- Truy cập theo bit: Tên miền nhớ + địa chỉ byte + • + chỉ số bit.Ví dụ:V10.4
chỉ bit 4 của byte10 thuộc miền nhớ V.
- Truy cập theo byte: Tên miền nhớ + B + địa chỉ byte. Ví dụ VB15 chỉ byte
15 trong miền nhớV.
- Truy cập theo từ: Tên miền nhớ + W + địa chỉ byte cao của từ. Ví dụ
VW183 chỉ từ đơn gồmhai byte là VB183 và VB184 trong đó VB183 là byte cao
trong từ15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
VB183(byte cao) VB184(byte thấp)VW183
- Truy cập theo từ kép: Tên miền + D + địa chỉ byte cao trong miền.Ví dụ
VD345 chỉ từ kép gồm 4 byte 345, 346, 347, 348 trong miền nhớ V trong đó 345 là
byte cao trong từ kép.31 24 23 16 15 8 7 0
VB183(byte cao) VB184 VB185 VB186(byte thấp)VD183


Vùng đối tượng:
Vùng đối tượng được sử dụng để lưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập trình

như các giá trị tứcthời, giá trị đặt trước của bộ đếm, hay timer. Dữ liệu kiểu đối
tượng bao gồm các thanh ghi của Timer,Counter, HSC, bộ đệm vào ra tương tự và
các thanh ghi chỉ mục.
1.6.4 Ngôn ngữ lập trình.

Có 3 dạng ngơn ngữ lập trình cơ bản đó là:
- Phương pháp hình thang ( Ladder Logic ) viết tắt là LAD.
- Phương pháp liệt kê lệnh ( Statemnt List ) viết tắt là STL.
- Phương pháp theo dạng dữ liệu hình khối( Data Block) viết tắt làDB.
23


Nếu chương trình dược viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình sẽ tự tạo ra một
chương trình theo kiểu STL tương ứng. Nhưng ngược lại khơng phải một chương
trình nào được viết theo kiểu STL cũng có thể chuyển được sang LAD.
Ở trong đồ án em sử dụng phương pháp hình thang(LAD).
a. Các tập lệnh cơ bản trong S7-200.

 Lệnh về bit.
 Lệnh nạp tiếp điểm thường mở, thường đóng vào thanh nguồn (LD, LDI)
Bảng1. Mơ tả lệnh nạp tiếp điểm vào thanh nguồn
Ladder

Vùng nhớ

Mô tả

N: X, Y, M, S, T, C

Tiếp điểm thường mở

N: X, Y, M, S, T, C

Tiếp điểm thường đóng

 Lệnh đầu ra (OUT)
Bảng 2. Mô tả lệnh OUT
Ladder

Vùng nhớ

Mô tả

n; I, Q, M, SM, T,
C, V

Cuộn dây đầu ra n=1 khi có
điện

 Lệnh lấy sườn lên, sườn xuống (LDP, LDN)
Bảng 5. Mô tả các lệnh lấy sườn
Ladder

Tốn hạng

Mơ tả
24


Khơng có

n: X, Y, M, S, T, C

Khơng có

n: X, Y, M, S, T, C

25