Tài Liệu Mô Phỏng PLC S7 200

Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 1 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

1. Tài liệu được thực hiện bỏi www.azauto.vn nhằm tặng cho các bạn trẻ Việt nam trong
học tập nghiên cứu về hệ thống tự động.
2. Tài liệu không được sử dụng để kinh doanh dưới bất kì hình thức nào.
3. Lý thuyết học tập PLC, tài liệu hướng dẫn mô phỏng và đáp án của tài liệu Bài tập PLC1,
các bạn download bản mới nhất ở nhóm azauto (facebook)



Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 2 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

LỜI NÓI ĐẦU

Lúc bắt đầu nghiên cứu PLC, một khó khăn cho người học là lập trình kết nối với thiết bị,
giao tiếp với thiết bị. Tuy nhiên, trong điều kiện khó khăn của sinh viên thì việc mua sắm
một thiết bị PLC để học là một vấn đề nan giải. Có lẽ chính vì thế mà chủ nhân trang Web
: ngài Juan Luis Vilanueva Montoto và Prof Jerome
Tapper, Santiago Garcia, Ariel A. Ventura (Tây Ban Nha) đã viết nên một bộ ba phần
mềm S7-200, PC-Simu và CADe-Simu để giúp các đối tượng mới học có điều kiện tiếp
xúc gần gũi hơn với bộ môn tự động hóa. Phần mềm được download miễn phí từ trang
Web trên.
Tài liệu hướng dẫn sử dụng S7-200 Simulaties (Version 3) và PC-Simu (Version 1) được

biên soạn bởi azauto và được nâng cấp hàng năm nhằm phục vụ nhu cầu tự học của bạn
đọc. Trong lúc soạn thảo tài liệu, do khả năng còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót.
Mong sự hỗ trợ của đồng nghiệp và tất cả các bạn sinh viên để tài liệu này được cải tiến
tốt hơn. Xin chân thành cám ơn tất cả các bạn.
Chúng tôi luôn mong muốn hợp tác với tất cả các bạn trong lĩnh vực tự động hóa.

Ngành nghề thực hiện :
Hỗ trợ, tư vấn, thiết kế, lắp đặt, bảo trì các hệ thống điều khiển sử dụng PLC, vi điều
khiển, máy tính,…
Giảng dạy thiết kế các hệ thống tự động dùng PLC, Vi điều khiển, máy tính,…
Buôn bán, kí gởi, trao đổi các thiết bị, linh kiện tự động.

Mọi vấn đề cần liên hệ, trao đổi, xin mail về địa chỉ: hoặc
0913.586147.


Ths Trần Văn Thành


Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 3 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

MỤC LỤC

1. Phần cứng S7-200. [4]
1.1. Phần cứng CPU và kết nối. [4]
1.2. Các module mở rộng [4]
1.3. Các thành phần chính. [6]
1.4. Tập lệnh cơ bản. [9]
1.5 [17]

2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm lập trình STEP 7 Micro/Win. [4]
1.1. Giới thiệu phần mềm STEP 7 Micro/Win. [4]
1.2. Cài đặt. [4]
1.3. Các thành phần chính. [6]
1.4. Tập lệnh cơ bản. [9]
1.5. Lập trình, download, upload và export. [17]

3. Hướng dẫn sử dụng phần mềm mô phỏng PLC S7-200. [18]
2.1. Giới thiệu phần mềm S7-200. [18]
2.2. Cài đặt. [18]
2.3. Các thanh công cụ. [19]
2.4. Mô phỏng với phần mềm S7-200. [20]
2.5. Thiết lập và mô phỏng các lệnh đơn giản với ngõ vào/ra số. [25]
2.6. Thiết lập và mô phỏng các lệnh đơn giản với ngõ vào/ra tương tự. [30]
2.7. Mô phỏng kết nối với TD200. [34]

4. Hướng dẫn phần mềm PC-Simu [44]
3.1. Giới thiệu phần mềm PC-SIMU. [44]
3.2. Cài đặt. [44]
3.3. Các thanh công cụ. [45]
Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright


2014 by azauto 4 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

3.4. Giao tiếp với PLC S7-200. [48]
3.5. Giao tiếp với phần mềm mô phỏng S7-200. [51]

5. Các ví dụ mô phỏng. [53]
4.1. Hệ thống cửa cuốn. [53]
4.2. Hệ thống bồ chứa. [56]
4.3. Hệ thống trộn. [57]
4.4. Hệ thống đóng hộp 1. [58]
4.5. Hệ thống đóng hộp 2. [61]
4.6. Hệ thống trộn hóa chất. [63]
4.7. Hệ thống đèn giao thông. [65]


Phụ lục 1 : Tập lệnh của phần mềm mô phỏng S7-200_Simulatie. [67]
Phụ lục 2 : Thiết lập cấu hình cho TD200. [70]

Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 5 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.




PHẦN CỨNG PLC S7-200.


Nội dung :
Các họ PLC S7.
Phần cứng PLC S7-200, CPU 22X.
Những đặc trưng chính.
Các chuẩn được chấp thuận.
Các module mở rộng và thông số kỹ thuật.
Ngõ vào ra số/analog.
Vùng nhớ và cách định địa chỉ.
Yêu cầu :

Sử dụng được phần mềm STEP 7 MICRO WIN.
Nhớ được các lệnh thông dụng trong lập trình.













Những thành phần chính của CPU S7-200
Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 6 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.


Chi tiết khe cắm bộ nhớ ROM, pin hoặc đồng hồ thời gian thực

CPU và các loại
module mở
rộng.

Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 7 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.



Lắp đặt cấp nguồn dùng AC :

[a] Công tắc cấp nguồn cho hệ thống.
[b] Bảo vệ chống quá dòng.
[c] Bảo vệ chống quá dòng cho ngõ vào DC. Nếu sử dụng nguồn từ PLC thì không cần phải
sử dụng.
[d] Nối đất hệ thống bằng dây đồng 1.5mm
2
với khoảng cách ngắn nhất đến đất.
[e] Nguồn DC từ CPU, được dùng cho cấp cho cảm biến, [f] ngõ vào DC của module mở
rộng, và [g] và ngõ ra của module mở rộng. Nguồn này đã được bảo vệ quá dòng.
[h] Trong hầu hết các tác vụ lắp đặt, ta phải kết nối chân M xuống đất để triệt nhiễu.


Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 8 / 87 Tutorial

Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

Lắp đặt cấp nguồn dùng DC :


[a] Công tắc cấp nguồn cho hệ thống.
[b] Bảo vệ quá dòng cho nguồn CPU, [c] ngõ ra, và [d] ngõ vào. Ta có thể gắn cầu chì riêng
cho từng ngõ ra để bảo vệ tốt hơn. Không cần bảo vệ quá dòng nếu dùng nguồn trên PLC,
nguồn này đã được giới hạn.
[e] Lắp đặt thêm tụ để chống sụt áp khi thay đổi áp đột ngột.
[f] Ta có thể chống nhiễu tốt hơn bằng cách kết nối các dây âm và mass hệ thống xuống đất.
Dây âm có thể được cách ly với dây PE bằng tụ và điện trở mắc song song [g]. Giá trị của
điện trở và tụ lần lượt là 1 MΩ và 4,700 pf.
[h] Kết nối tất cả mass của S7-200 xuống đất gần nhấn nếu có thể để triệt nhiễu thông qua
dây dẫn 1.5 mm
2
.








Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright


2014 by azauto 9 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

Kết nối của CPU S7-200 DC/DC/DC


Kết nối CPU 224 – AC/DC/Relay



Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 10 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

Bảo vệ ngõ ra khi điều khiển tải cảm : Để điều khiển các loại tải cảm, cần lưu ý điện áp ngược
xuất hiện hai đầu tải cảm có thể gây hư hỏng đối với các ngõ ra dạng bán dẫn. Chính vì vậy, cần
lưu ý với các trường hợp này trong kết nối.

Mạch bảo vệ ngõ ra Transistor dùng diode:


Mạch bảo vệ ngõ ra Transistor dùng Zenner :


Mạch bảo vệ relay cho tải DC

Mạch bảo vệ relay cho tải AC


Kết nối PLC với S7-200, thiết lập truyền thông
Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 11 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.


Cần lưu ý cấu hình khi kết nối và thiết lập cho adapter tương ứng với tốc độ truyền thông của
máy tính và PLC.

Vòng quét PLC : Cần nghiên cứu hình thức hoạt động của một vòng quét PLC, trên cơ sở đó
hiểu được nguyên lý hoạt động của PLC.


Quá trình của 1 vòng quét được thực hiện theo nguyên tắc lần lượt. Chính vì vậy, thời gian của
một vòng quét sẽ phụ thuộc vào thời gian thực hiện của từng thành phần.
Nếu thời gian của 1 vòng quét kéo dài lâu → ảnh hưởng đến việc đọc các ngõ vào tốc độ cao →
cần sử dụng các ngõ vào riêng phục vụ cho bộ đếm tốc độ cao.
Các vùng nhớ trong PLC :
Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright


2014 by azauto 12 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.





Ta có thể truy cập các vùng nhớ dữ liệu dưới dạng bit, byte, word, doubleword hoặc các dạng
hằng như ở dưới đây.

Truy cập dữ liệu dạng hằng:
Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 13 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.



Vùng nhớ và thuộc tính :

Khoảng bộ giá trị của từng loại :
Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 14 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.



Định địa chỉ trong PLC S7-200 :




Định địa chỉ theo bit.

Định địa chỉ theo byte :

Định địa chỉ theo Word
Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 15 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

Định địa chỉ theo double word :
























Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 16 / 87 Tutorial

Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.



LẬP TRÌNH VỚI PHẦN MỀM
STEP7 MICRO WIN.

Nội dung :
Cách cài đặt.
Giới thiệu các menu thường sử dụng.
Giới thiệu các công cụ thường sử dụng.
Các lệnh thường sử dụng của phần mềm STEP7 MICRO WIN.

Yêu cầu :
Sử dụng được phần mềm STEP 7 MICRO WIN.
Nhớ được các lệnh thông dụng trong lập trình.

1.1. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM STEP7 MICRO WIN

Phần mềm STEP 7 Micro Win được dùng để lập trình cho họ PLC S7-200 của Siemes
và thiết lập điều khiển giữa họ PLC này và các module khác như : module truyền
thông EM241, module điều khiển vị trí EM253, màn hình TD 200,….
Phần mềm cho phép thiết lập truyền thông giữa máy tính với PLC, lập trình cho PLC,
thực hiện chức năng gán ngõ vào/ra, giám sát bộ nhớ của PLC,…

1.2.CÀI ĐẶT

Các bạn phải có nguồn của chương trình STEP 7 MicroWin trên đĩa hoặc trong ổ
cứng.

Đưa đĩa vào, nhấn SETUP, chương trình thuật sĩ hướng dẫn cài tự động. Ta thực hiện
cài đặt theo các bước sau :
Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 17 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.




Sau khi thực hiện xong việc cài đặt, shortcut STEP 7 MicroWin xuất hiện trên màn hình.






Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 18 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

1.3.CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH :

Màn hình soạn thảo chương trình.

Đây là cây lệnh, ở đây lệnh được chia thành các nhóm lệnh.

Bit Logic : Xử lý mức logic của từng bit.
Clock : Các lệnh xử lý đồng hồ thời gian thực.
Communications : Các lệnh truyền thông.
Compare : Các lệnh so sánh.
Convert : Các lệnh chuyển đổi dữ liệu.
Counters : Lệnh liên quan đến bộ đếm.
Floating-Point Math : Lệnh toán học dấu chấm động.
Integer Math : Lệnh phép toán số nguyên.
Interrup : Các lệnh ngắt.
Logical Operations : Các lệnh xử lý mức logic.
Move : Các lệnh di chuyển dữ liệu.
Program Control : Lệnh điều khiển chương trình.
Shift/Rotate : Lệnh dịch và quay dữ liệu.

Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 19 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

String : Lệnh xử lý chuỗi.
Table : Lệnh bộ định thời.

Tool Common là Tool thường dùng trong chương trình PLC.


Tool Debug là tool thường dùng để gở rối chương trình hay
giám sát các lệnh trong chương trình PLC.


Tool Standard là tool chuẩn thường được dùng trong soạn
thảo.


Tool Instruction là tool chứa các lệnh liên quan trong soạn thảo
chương trình.

View : Cho phép hiển thị lên màn hình sự lựa chọn.

Program Block : Cho phép bật tắt màn hình soạn thảo lệnh.

Symbol Table : Cho phép gán các biến trong PLC. Khi gán ở đây, biến có

giá trị toàn cục.
Status Chart : Cho phép gán giá trị cho các địa chỉ.

Data Block : Cho phép nhập các khối dữ liệu đặt trước cho PLC.

System Block : Cho phép thiết lập các thông số cấu hình cho PLC.

Cross Reference : Cho phép hiển thị tất cả các phần tử bộ nhớ và lệnh trong
chương trình.

Communications : Cho phép thiết lập các thông số truyền thông.


Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 20 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

Để bật tắt màn hình soạn thảo, bấm chọn Program Block :



Tools : Cho phép lựa chọn việc thiết lập điều khiển cho các module khác kết
hợp với PLC S7-200 trong điều khiển.

Instruction Wizard : Trình thuật sĩ thiết lập các thông số cho lệnh đếm tốc
độ cao HSC và lệnh PID.

Position Control Wizard : Trình thuật sĩ cho phép thiết lập module EM253
điều khiển vị trí.
EM253 Control Panel : Cho phép thiết lập truyền thông với module EM 253.
Modem Expansion Wizad : Trình thuật sĩ cho phép thiết lập module truyền
thông qua modem.





Menu xổ thường dùng :
Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 21 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.


RUN : Cho phép PLC chạy.
STOP : Yêu cầu PLC dừng.
Compile : Biên dịch chương trình sang mã máy.
Compile All : Biên dịch tất cả các thông số liên quan.
Clear : Xóa chương trình trong PLC.
Information… : Cho phép hiển thị thông tin về PLC.
Program Memory Cartridge : Truy cập bộ nhớ mở rộng
Create Data Block from RAM : Tạo khối dữ liệu từ RAM.
Time of Day Clock : Thiết lập thời gian của bộ định thời thời gian
thực.

Compare… So sánh chương trình trong PLC và chương trình đang
soạn thảo.


Việc hiển thị chương trình dưới dạng LAD, STL hay FBD được lựa chọn trong View.


First Scan : Chạy gỡ rồi trong một vòng quét.
Multiple Scans : Chạy gỡ rối nhiều vòng quét.
Program Status : Trạng thái của chương trình.
Use Execution Status : Dùng trạng thái hoạt động.
Triggered Pause :
Chart Status :
Single Read : Đọc một vòng quét đơn.
Write all :
Force : Gán các ngõ vào/ra.
Unforce : Gỡ gán.
Unforce All : Gỡ gán tất cả.
Read all Forced :
Program Edit in RUN.
Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 22 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

Write-Force Output in STOP :

1.4. TẬP LỆNH CƠ BẢN :
Lệnh LOAD và LOADNOT




Chức năng : Tiếp điểm bit NO sẽ đóng lại khi có mức tín hiệu 1.
Tiếp điểm NC sẽ đóng khi mức tín hiệu 0.



Lệnh lấy sườn lên, sườn xuống.



Chức năng : Lệnh EU lấy sườn lên và lệnh ED lấy sườn xuống của
xung.


Lệnh OUT


Chức năng : Xuất giá trị ra bit.


Ví dụ :

Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright


2014 by azauto 23 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.


Giản đồ thời gian :


Lệnh SET và RESET.

Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 24 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

Chức năng : Lệnh SET thực hiện thiết lập N bit, kể từ bit khai báo
lên 1. Lệnh RESET thực hiện xóa N bit, kể từ bit khai báo xuống
0.



Ví dụ :

Auto books Tự động hóa với S7-200 Simulaties & PC-Simu No1

Copyright

2014 by azauto 25 / 87 Tutorial
Status: 11/09 Version 3.5
Tài liệu này được xây dựng để hỗ trợ sinh viên học tập, nghiên cứu, truy cập www.azauto.vn để có thêm thông tin về hệ thống.

Giản đồ thời gian :

Lệnh Counter Up:


Chức năng : Thực hiện đếm lên khi có xung CU, khi giá trị tức thời
(CV) bằng giá trị đặt trước (PV), bit Cxxx sẽ được tích cực; Khi có
xung R, reset bit counter, giá trị tức thời.