Tài liêu Tự học PLC từ cơ bản đến nâng cao

1




4
4

5

5

8

10

11

11
2.2. 
12
2.2.1. .
12
2.2.2. .
12
2.2.3. 
13
2.2.4. 
14


15
2.3. Cá
15
2.4. 
19

19

19

20

20
7-200
21
2.5.1. 
21
2.5.2.  (STL)
22
 (FBD)
22

23

23
3.2. 
3.2.1. Các l
28
28

3.2.2. 
30

33


2

34
3.5. 
36

38

43

47

52

54
…………………………………………….…………….
54
4.2. Biu din các giá tr Analog
54
4.3. Kt ni ngõ vào-ra Analog
55
4.4. Hiu chnh tín hiu Analog
57
4.5. Gii thiu v module analog PLC S7 200………………………………

60
T S BÀI TOÁN NG DNG………………………………
………………………………………
66
66

66

67

68

69

3




 




 

 
 





t s bài toán ng dng


sót. Chúng tôi mon
 

 


Vĩnh Phúc, tháng 5 năm 2013












4
C



 





 


Hình 1-1: - 
lập trình 
 







 máy HMI (Human Machine Interface). Dòng
               Logic
Controller).
PLC là bộ điều khiển có khả năng thích ứng với nhiều chương trình khác
nhau do người lập trình tải vào bộ nhớ






               uan tâm




tính toán,







hoá










5
1.2.  
-






1. 
2. 
3. 
4.  
5. 

6. 
7. 
8. 
 



1.3. 
1.3.1.  (Supervisory Control And Data
Aquirition - SCADA)

1980, son




6

Hình 1-2: 
Tron
- 
- 
- 
- 
-  -Remote Terminator Unit).
- S
i

- A
i


- 



                
 




1.3.2. H
            
       


hình 1.3 


7



Hình 1-3: 

        
hông và các


 


 

 

 



- 
- 
- 
- 
- 


8
- 

- 
-                 
Controller, profibus,
1.3
- Hệ thống tích hợp: 

 


p
      


- Các ứng dụng khác: 


       
 






 


s. Nó




               
Network), Asi, Profinet.







9
tán. Hình 1.4 và hình 1.5 
trình.


Hình 1-4: 


Hình 1-5: 



10
1.5

,


m:
- , cân

- , 

- 
- 
.
- 

- ng


-              

).

11



PLC




Hình 2-1 :  


-


Hình 2-2 : 

12
2.2. 

Hình 2-3 :  PLC

2.2.1. (CPU - Central Processing Unit)




.
2.2.2. 

song song
.
.

.


.



.

13
.
/O
1
.
2.2.3. 
:
- /O.
- .

.



.


.
- 




.
-            
                


.


 
.
:
- .
- 
.
, EPROM.


14




Hình 2-4: M
2.2.4. /O:

).

100/240VAC.


.


15

.


             
       
(12V, 24V, ).


2.3. Các ngõ v
Các ngõ vào, ra ca PLC cn thit  iu khin và giám sát quá trình iu khin. Các
ngõ vào và ra có th c phân thành 2 loi c bn: s (Digital) và tng t (analog).
Hu ht các ng dng s dng các ngõ vào/ra s. Trong bài này ch  cp n vic kt
ni các ngõ vào/ra s vi ngoi vi, còn i vi ngõ vào/ra tng t s trình bày  phn
sau.
i vi b iu khin lp trình h S7-200, hãng Siemens  a ra rt nhiu loi CPU
vi in áp cung cp cho các ngõ vào ra khác nhau. Tùy thuc tng loi CPU mà ta có th
ni dây khác nhau. Vic thc hin ni dây cho CPU có th tra cu s tay kèm theo ca
hãng sn xut.
2.3.1. Ni ngun cung cp cho CPU
Tùy theo loi và h PLC mà các CPU có th là khi riêng hoc có t sn các ngõ
vào và ra cng nh mt s chc nng c bit khác. Hu ht các PLC h S7-200 c nhà
sn xut lp t các khâu vào, khâu ra và CPU trong cùng mt v hp. Nhng ngun cung
cp cho các khâu này hoàn toàn c lp nhau. Ngun cung cp cho CPU ca h S7-200
có th là:
Xoay chiu: 20 29 VAC , f = 47 63 Hz;
85 264 VAC, f = 47 63 Hz
Mt chiu: 20,4 28,8 VDC
2.3.2. Kt ni các ngõ vào s vi ngoi vi
Các ngõ vào ca PLC có th c ch to là mt khi riêng, hoc kt hp vi các
ngõ ra chung trong mt khi hoc c tích hp trên khi CPU. Trong trng hp nào
cng vy, các ngõ vào cng phi c cung cp ngun riêng vi cp in áp tùy thuc
vào loi ngõ vào. Cn lu ý trong mt khi ngõ vào cng nh các ngõ vào c tích hp
sn trên CPU có th có các nhóm c cung cp ngun c lp nhau. Vì vy cn lu ý

khi cp ngun cho các nhóm này. Ngun cung cp cho các khi vào ca h S7-200 có th
là:
Xoay chiu: 15 35 VAC , f = 47 63 Hz; dòng cn thit nh nht 4mA
79 135 VAC, f = 47 63 Hz; dòng cn thit nh nht 4mA
Mt chiu: 15 30 VDC; dòng cn thit nh nht 4mA

S  mch in bên trong ca các ngõ vào c cho nh hình sau


16

a) b)
Hình 2-5: a) Mch in ca 1 ngõ vào s s dng ngun cung cp DC
b) Mch in ca 1 ngõ vào s s dng ngun cung cp AC
Tùy theo yêu cu mà có th quyt nh s dng loi ngõ vào nào.
+ Ngõ vào DC:
- in áp DC thng thp do  an toàn hn.
- p ng ngõ vào DC rt nhanh.
- in áp DC có th c kt ni vi nhiu phn t h thng in.
+ Ngõ vào AC:
- Ngõ vào AC yêu cu cn phi có thi gian. Ví d i vi in áp có tn s 50
Hz phi yêu cu thi gian n 1/50 giây mi nhn bit c.
- Tín hiu AC ít b nhiu hn tín hiu DC, vì vy chúng thích hp vi khong
cách ln và môi trng nhiu (t).
- Ngun AC kinh t hn.
- Tín hiu AC thng c s dng trong các thit b t ng hin hu.
i vi các ngõ vào s, khi kt ni vi ngoi vi, ngoi tr các trng hp c bit
thì thông thng mi mt ngõ vào c kt ni vi mt b to tín hiu nh phân nh: nút
nhn, công tc, cm bin tip cn.
Trong ví d hình 2.6 a có 3 ngõ vào, mt là nút nhn thng h, hai là tip im ca

r le nhit, và ba là cm bin tip cn vi ngõ ra là rle. C ba b to tín hiu này c
cung cp bi mt ngun 24VDC. Khi tip im h hoc cm bin phát tín hiì
không có in áp ti các ngõ vào. Nu các tip im c ng li hoc cm bin phát
tín hiì ngõ vào c cp in.


17

Hình 2-6: Kt ni ngõ vào vi ngoi vi là nút nhn và cm bin có ngõ ra là r le,
PNP và NPN
2.3.3. Kt ni các ngõ ra s vi ngoi vi
Các ngõ ra ca PLC có th c ch to là mt khi riêng, hoc kt hp vi các ngõ
ra chung trong mt khi hoc c tích hp trên khi CPU. Trong trng hp nào cng
vy, các ngõ ra cng phi c cung cp ngun riêng vi cp in áp tùy thuc vào loi
ngõ ra. Cn lu ý trong mt khi ra cng nh các ngõ ra c tích hp sn trên CPU có
th có các nhóm c cung cp ngun c lp nhau. Vì vy cn lu ý khi cp ngun cho
các nhóm này. Ngun cung cp cho các khi ra ca h S7-200 có th là:
Xoay chiu: 20 264 VAC , f = 47 63 Hz;
Mt chiu: 5 30 VDC i vi ngõ ra r le; 20.4 28.8 VDC i vi ngõ ra transistor;
Các khi ra tiêu chun ca PLC thng có 8 n 32 ngõ ra theo cùng loi và có dòng
nh mc khác nhau. Ngõ ra có th là r le, transistor hoc triac. R le là ngõ ra linh hot
nht. Chúng có th là ngõ ra AC và DC. Tuy nhiên p ng ca ngõ ra r le chm, giá
thành cao và b h hng sau vài triu ln ng ct. Còn ngõ ra transistor thì ch s dng
vi ngun cung cp là DC và ngõ ra triac thì ch s dng c vi ngun AC. Tuy nhiên
p ng ca các ngõ ra này nhanh hn.
S  mch in bên trong ca các ngõ ra c cho nh hình 2.7



18

Cn chú ý khi thit k h thng có c hai loi ngõ ra AC và DC. Nu ngun AC ni
vào ngõ ra DC là transistor, thì ch có bán k dng ca chu k in áp c s dng và
do  in áp ra s b gim. Nu ngun DC c ni vi ngõ ra AC là triac thì khi có tín
hiu cho ngõ ra, nó s luôn luôn có in cho dù có iu khin tt bng PLC.
i vi các ngõ ra s, khi kt ni vi ngoi vi, ngoi tr các trng hp c bit thì
thông thng mi mt ngõ ra c kt ni vi mt i tng iu khin nhn tín hiu nh
phân nh: n báo, cun dây r le, chuông báo . . Hình 2.8 minh ha cách kt ni dây
các ngõ ra PLC vi các c cu chp hành.

Hình 2- 8: Cách kt ni dây các ngõ ra PLC vi các c cu chp hành.


19
Hình 2.8a là mt ví d cho các khi ra s dng 24VDC vi mass chung. Tiêu biu
cho loi này là ngõ ra transistor. Trong ví d này các ngõ ra c kt ni vi ti công sut
nh là n báo và cun dây r le. Quan sát mch kt ni này, n báo s dng ngun cung
cp là 24VDC. Nu ngõ ra .6  mc lì dòng s chy t ngõ ra .6 qua
n H1 và xung Mass (M), n sáng. Nu ngõ ra  mì n H1 tt.
Nu ngõ ra .4  mì cun dây r le có in, làm tip im ca nó ng li
cung cp in 220 VAC cho ng c.
Hình 2.8b là mt ví d ngõ ra r le s dng ngun cp là 24 VDC, và hình 2.8c là ví
d ngõ ra triac s dng ngun xoay chiu 24 Vac.
Mt chú ý quan trng khi kt ni các ngõ ra cn tra cu s tay khi ngõ ra hin có 
có c thông tin chính xác tránh c nhng s c ng tic xy ra.

2.4. 










      




2.
            

 



 



20



 


      












  








21
2.5.  PLC S7-200
-     
-
(scan).


-
.
- 



- STEP 7  Micro/DOS
- STEP 7  Micro/WIN




 200 nói riêng thì có 3 ngôn 
trình  
- Ngôn hình thang LAD (Ladder Logic)
- nh STL (Statement List)
- Function Block Diagram)
2.5.1. 


:
- .




- (coil):  
.
- 
               

.
- 


          
               

.




22
2.5.2.  (STL)

.

.
2.5 (FBD)




 



23




3.1.1. 
- LOAD (LD) :



o 



o  LD I0.0
= Q0.0

- LOAD NOT (LDN) :
 


o 



o 
= Q0.0
- OUTPUT (=) :



o 


o 

LD I0.0
= Q0.0


24
3.1.2. 
- SET (S) :


 



o  -bit, Toán




o  -bit
LD I0.0
S Q0.0, 5
- RESET (R) :
 


 



o --





o --

LD I0.0
R Q0.0, 10
3.1.3. 

LAD c


các hàm kín.
G
- AND (A) :


25
 

LD I0.0
A I0.1
= Q0.0

- AND NOT(AN) :

 

LD I0.0
AN I0.1
= Q0.0

- OR (O):
 

LD I0.0
O I0.1
= Q0.0

- OR NOT (ON):
 

LD I0.0
ON I0.1
= Q0.0

-

              

             


- AND LOAD (ALD) :
 g STL :

LD I0.0
LD I0.1
O Q0.0 ALD
= Q0.0