Tài liệu PLC s7 1500

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1500.................................................1
1.1

TỔNG QUAN VỀ PLC S7 – 1500..............................................................1

1.2

PHÂN LOẠI HIỆU SUẤT................................................................................1

1.3

CÁC MODULES NGOẠI VI.....................................................................3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT S7-1500/CPU 1511-1 PN.......................15
2.1

HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA S7-1500 /CPU1511-1 PN..............................15

2.2

KẾT NỐI...............................................................................................17

2.3

NGẮT, LỖI, CHUẨN ĐOÁN LỖI VÀ BÁO ĐỘNG HỆ THỐNG...............................19

2.4

PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN............................................23

2.5

CÁC NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH...............................................................24

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH TIA PORTAL................27
2.1
3.2

PHẦN MỀM LẬP TRÌNH SIMATIC TIA PORTAL STEP7 BASIC............27
GIAO DIỆN CỦA PHẦN MỀM SIMATIC TIA PORTAL STEP7 BASIC...28

3.3

NẠP CHƯƠNG TRÌNH XUỐNG PLC.....................................................33

3.4

GIAO TIẾP GIỮA MÁY TÍNH VÀ PLC..................................................33

3.5

TẬP LỆNH CỦA PLC S7-1500................................................................35

CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ HMI...............................................................64
4.1

TỔNG QUAN VỀ HMI...........................................................................64

4.2

HƯỚNG DẪN LẬP TRÌNH HMI TRÊN WINCC.....................................66

KẾT LUẬN.......................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................82


DANH MỤC CÁC HÌNH

HÌNH 1.1: SƠ ĐỒ KẾT NỐI NGUỒN VỚI CPUS VÀ
MODULES NGOẠI VI..........................................................................
3

HÌNH 1.2: HÌNH DÁNG MODULES NGÕ VÀO/ RA
THỰC TẾ..............................................................................................
4

HÌNH 1.3: SƠ ĐỒ KẾT NỐI MẠNG TRUYỀN
THƠNG..................................................................................................
10
HÌNH 1.4: SƠ ĐỒ KẾT NỐI VỚI CÁC
MODULES CHỨC NĂNG...........................................................
13

HÌNH 2.1: HÌNH DÁNG THỰC TẾ CỦA S7-1500/CPU
1511-1 PN...............................................................................................
15

HÌNH 2.2: MẶT TRƯỚC CỦA CPU 1511-1 PN........................
16

HÌNH 2.3: CHỐT ĐỂ KHĨA CPU..............................................
16


HÌNH 2.4: MẶT DƯỚI BẢNG ĐIỀU KHIỂN CỦA CPU
1511-1 PN...............................................................................................
17

HÌNH 2.5: MẶT SAU CỦA CPU 1511-1 PN...............................
16

HÌNH 2.6: KẾT NỐI NGUỒN CHO CPU..................................
17

HÌNH 2.7: SƠ ĐỒ KHỐI CỦA CPU...........................................
19
HÌNH 2.8: LED HIỂN THỊ CỦA CPU
1511-1 PN (KHƠNG CĨ BẢNG ĐIỀU

KHIỂN)........................................................................................
20

HÌNH 2.9: PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH ĐIỀU
KHIỂN.........................................................................................
23

HÌNH 2.10: CHƯƠNG TRÌNH LAD...........................................
24

HÌNH 2.11: VÍ DỤ VỀ NGƠN NGỮ FDB..................................

26

HÌNH 3.1: SƠ ĐỒ THIẾT KỂ MỘT CHƯƠNG
TRÌNH ĐIỀU KHIỂN..................................................................
27

HÌNH 3.2: GIAO DIỆN CHÍNH CỦA PHẦN MỀM............................
28


HÌNH 3.3: GIAO DIỆN SOẠN THẢO CHÍNH...........................
29

HÌNH 3.4: TẠM DỪNG HOẠT ĐỘNG CỦA PLC..............................
33

HÌNH 3.5: SƠ ĐỒ KẾT NỐI PLC VỚI MÁY TÍNH...........................
34

HÌNH 4.1: TẠO 1 PROJECT TRONG TIA PORTAL...........................
66

HÌNH 4.2: ADD DEVICE PLC 1511-1PN.......................................
67
HÌNH 4.3: GIAO DIỆN LẬP TRÌNH LAD..................................
68


HÌNH 4.4: DOWNLOAD CHƯƠNG TRÌNH
XUỐNG PLC.................................................................................

HÌNH 4.5: GIAO DIỆN KẾT NỐI MÁY TÍNH
VỚI PLC......................................................................................
HÌNH 4.6: LỰA CHỌN MÀN HÌNH HMI...................................

HÌNH 4.7: KẾT NỐI GIỮA PLC VỚI MÀN HÌNH
HMI..............................................................................................

HÌNH 4.8: GIAO DIỆN LẬP TRÌNH CHO HMI..........................
HÌNH 4.9: THAY ĐỔI THUỘC TÍNH CHO NGÕ
VÀO/RA.......................................................................................

HÌNH 4.10: THAY ĐỔI THUỘC TÍNH CHO
NGÕ VÀO/RA.............................................................................

HÌNH 4.11: THAY ĐỔI THUỘC TÍNH CHO
NGÕ VÀO/RA.............................................................................

HÌNH 4.11: THAY ĐỔI THUỘC TÍNH CHO
NGÕ VÀO/RA.............................................................................

HÌNH 4.12: THAY ĐỔI THUỘC TÍNH CHO
NGÕ VÀO/RA.............................................................................

HÌNH 4.13: THAY ĐỔI THUỘC TÍNH CHO
NGÕ VÀO/RA.............................................................................


HÌNH 4.14: LOAD CHƯƠNG TRÌNH CHO HMI.
.....................................................................................................

HÌNH 4.15: CHỌN CHẾ ĐỘ GO ONLINE................................

HÌNH 4.16: GIÁM SAT HMI TRÊN MÁY TÍNH........................

HÌNH 4.17: GIAO DIỆN HMI.....................................................



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1500
1.1 TỔNG QUAN VỀ PLC S7 – 1500

Các dòng CPU của dòng điều khiển SIMATIC S71500 là bộ điều khiển thế hệ mới của
SIEMENS và là 1 cốt mốc quan trọng trong tự động
hóa. S7-1500 với nhiều tính năng cải tiến cho sự tối
ưu hóa hoạt động, dễ dàng sử dụng trong hoạt động.
S7-1500 là dịng PLC hồn hảo cho hệ thống tự
động như:


Mạnh mẽ hơn:

- Hiệu suất của hệ thống cao do thời gian đáp ứng ngắn và
chất lượng điều khiển cao nhất.
- Tích hợp cơng nghệ điều khiển vị trí.
- Tích hợp chức năng bảo mật cao nhất.


Hiệu quả hơn:

- Cải tiến thiết kế, dễ dàng trong việc sử dụng cũng như

kiểm tra hệ thống.
- Tích hợp chuẩn đốn lỗi hệ thống, tự động hiển thị trên
màn hình.
- TIA Portal giúp cho việc lập trình hiệu quả và giảm giá
thành sản phẩm.

Page 1




Tính năng mới:

- Bus kết nối module tốc độ cao giúp xử lý tín hiệu nhanh

hơn.
- 3 cổng truyền thơng Ethernet với 2 IP.
- Vẽ đồ thị (Trace): giúp việc chuẩn đốn các ứng dụng
Motion và biến tần chính xác.
- Chức năng điều khiển trục và tốc độ được tích hợp.
- Chức năng điều khiển PID (version 2.0).
- Nhiều cấp bảo mật cho chương trình.
- Màn hình hiển thị các trạng thái của CPU và module cũng
như chuẩn đoán lỗi.
1.2 Phân loại hiệu suất

Các CPUs có thể được sử dụng cho các ứng dụng
nhỏ và tầm trung, cũng như đối với các khu vực
cao cấp của máy và nhà máy tự động hóa.
Bảng 1.1: Phân loại hiệu suất các dịng PLC S7-1500.

CPU

CPU 1511-1 PN

Phân loại hiệu suất
Dòng CPU tiêu chuẩn cho
những ứng dụng nhỏtới

Giao tiếpGiao tiếp
PROFIBUSPROFINET
-

1

Bộ nhớ
làm việc

1.15 MB

Thời gian
lý cho mỗ

60 ns

Page 2


CPU
1511F1 PN

D
ị
n
g
C
P
U
c
ó
đ
ộ
t
i
n
c

ậ
y
c
a
o


c
h

d

o

ụ
n
g

n
h

ữ
n
g

n

ứ
n
g

t

h

ỏ

ớ
i
CPU 1513-1 PN
CPU
1513F1 PN

D

ị
n
g

CPU
1515-2
PN

C
P
U
c
ó
đ
ộ

Dịng CPU tiêu chuẩn cho


t

t

i

r

n

u

n

c

g

ậ
y

D
ò

c

n

a

g

o
C
c

P

h

U

o
t
n

i

h

ê

ữ

u

n
g

c
h

ứ

u

n
g

ẩ
n

d

c

ụ

h

n

o

g

n


h

g

ữ
n
g

t
r
u

ứ

n
g

n

d

ì

ụ
n

n

g
b

h

-

1

1.23 MB

60 ns

-

1

1.8 MB

40 ns

-

1

1.95 MB

40 ns

-

2

3.5 MB

30 ns

Gia

Giao tiếp

CPU
Phân loại hiệu suất

Bộ

Thờ

PROFIBU

o

nhớ

i

S

tiếp

làm

gian

PRO

việc

xử

FINE

lý

T

cho
mỗi
bit

CPU
1515F-2
PN

Dịng CPU có độ tin cậy cao
cho những ứng dụng trung
3.75 MB

--

2

30 ns

CPU 1516-3

Dòng CPU tiêu chuẩn cho những

PN/DP

ứng dụng cao cấp và
những nhiệm vụ truyền

CPU 1516F-3
PN/DP

Dòng CPU có độ tin cậy cao


1 cho những 6ứng
MBdụng cao cấp
2 và những nhiệm vụ truyền
C
P
U

1

10 2ns

6.5 MB

10 ns

1

2

10 MB

2 ns

1

2

11 MB

2 ns

1

3

24 MB

1 ns

Dòng CPU tiêu chuẩn cho
những ứng dụng đòi hỏi và
những nhiệm vụ truyền

Dịng CPU có độ tin cậy cao
1 cho những ứng dụng đòi
5 hỏi và những nhiệm vụ
1 truyền
7
Dòng CPU tiêu chuẩn cho
những ứng dụng hiệu suất
3
cao, đòi hỏi những nhiệm vụ
P Dịng CPU có độ tin cậy cao
N cho những ứng dụng hiệu
/
D
P

C
P
U

1
5


1
7
F
3

P
N
/
D
P
C
P
U
1
5
1
8
4
P

N
/
D
P

CPU
1518F4
PN/DP

s
u

ấ
t
c
a
o
,
đ
ò
i
h
ỏ
i
n
h

ữ
n
g

n


h

n

i

ệ
m

t

v

n

ụ

g

t

v

r

à

u
y

ề

h
ô

t

ố
c


1.3 CÁC MODULES NGOẠI VI.


Modules nguồn.

Hình 1.1: Sơ đồ kết nối nguồn với CPUs và
modules ngoại vi.

Có hai loại nguồn chính cung cấp cho SIMATIC S7-1500:
- Nguồn cấp cho hệ thống (PS).
Chỉ cấp nguồn cho hệ thống bên trong hoạt động như các
phần của modules điện tử, các đèn
led và các modules ngoại vi.
Bảng 1.2: Các modules nguồn cấp cho hệ thống.
Tên viết tắt
Số hạng mục

PS 25W 24V DC
6ES7505-0KA00-0AB0

PS 60W 24/48/60V DC
6ES7505-0RA00-0AB0

P
6ES

24 VDC, 48 VDC,

12

60 V DC

12

Thông số
Dãy điện áp
ngõ vào

24 VDC


Công suất ngõ

25 W

60 W

Cách điện giữa

X

X

Ngắt chuẩn

X

X

- Nguồn cấp cho tải (PM).

Cung cấp cho CPU, các modules ngoại vi, các cơ cấu chấp
hành và cảm biến.
Bảng 1.3: Các modules nguồn cấp
cho tải.
Tên viết tắt
Số hạng mục

PM 70W 120/230V AC

Dãy điện áp ngõ vào
Điện áp ngõ ra Dãy dòng ngõ ra

Các thông số 120/230 V AC,
Với chu ển m ch tđ n 24 V DC
3A

Công suất tiêu thụ

PM 190W 120/230V AC

120/230 V AC,
Với chu ển m ch tđ n 24 V DC
8A
84 W




Các modules ngõ vào, ngõ ra.

Hình 1.2: Hình dáng modules ngõ
vào/ ra thực tế.

Các modules I/O tạo sự kết hợp giữa bộ điều
khiển và các modules I/O. Tín hiệu từ cảm biến,
công tắc, nút nhấn sẽ được đưa vào modules ngõ vào
và nó sẽ truyền tới bộ điều khiển để xử lý xuất tín
hiệu ra modules ngõ ra để diều khiển các cơ cấu
chấp hành.
Bảng 1.4: Các loại modules ngõ vào/ra.
Các dòng chức năng
Tốc độ cao (HS)


M

g cực kỳ

ô

nhanh. Thời
gian trễ đầu

m
o
d
u
l
e
s

vào ngắn
nhất.
Th

ời
gia
n
ch
uy

c

ển

h
o

đổ
i
ng

c

ắn
nh

á
c

ứ

ất.
N
hi

n

ều
ch

g

ế

d

ụ
n

độ
đẳ
ng
th
ời.


Tính
năng cao
(HF)

Tính khả dụng
cho những ứng

Với modules analog.

dụng

• Độ chính xác cao
(<0.1%)C

phức

tạp.
Các tham số

m ỗi

With

kênh. Chuẩn

an

đốn

cho

al

kênh.

og

Nhiều tính

m

năng

od

cho

Tiêu
chuẩn

(ST)

mỗi

mở

rộng.

ul

Dịng CPU trung

es

bình trên tải /

Cá

modules.
Chuẩn đốn trên
tải và modules.

c
mo
dul
es
đặ
c
biệ
t

Độ
chí
nh
xá
c=


0

3

.

%
Khơng

Cơ
bản
(BA
)

tốn kém,
các
modules

đơn giản.
Khơng
tham số.
Khơng chuẩn đốn.

- Modules ngõ vào số (DI).
Bảng 1.5: Các loại modules ngõ vào số.
DI

DI

DI

DI

16x24V

32x24

16x24

16x230

DC HF

VDC

VDC

VAC

SRC

BA

Số hạng
mụ c

DI
16x24V
DC

HF
DI
32x24
VDC

BA

Tín
h
năn
g

6E
S7
52
1-

cao
(HF
)

1BH0
00AB0

ên viết
tắt

6
E
S
7
5
2
1-

DI
16x24VD
C
/ DQ
16x24V/
0.5A

-----

---

1BL0
00AB
0

Cơ bản

(BA)

6ES7521-

6ES7521-

6ES7521-

6ES7521-

1BH10-0AA0

1BL10-0AA0

1BH50-0AA0

1FH00-0AA0

Kích thước
Tính năng

35 mm

35 mm

---

---

cao (HF)

Cơ bản

25 mm

25 mm

35 mm

35 mm


Số ngõ vào
Cách ly

16
---

32
X

16
---

16
X

Dãy điện

24 V DC

24 V DC

24 V DC

Ngắt chuẩn

Chỉ với HF

Chỉ với HF

---

120/230 V
AC
---

Ngắt phần

Chỉ với HF

Chỉ với HF

---

---

Chế độ
Ngõ vào

Chỉ với HF

Chỉ với HF

---

---

iữa các

Tín 0.05ms
h
tới 20ms
năn
(tùy cấu
g
cao hình)
(H
F)

0.05ms tới 20ms
(tùy cấu hình)
---

---

---