Hệ thống điều khiển và giám sát hệ thống quấn chỉ

LỜI GIỚI THIỆU
Là những sinh viên năm cuối chuyên ngành điện tử tự động. Để chuẩn bị ra
trƣờng chúng em chọn đề tài làm mô hình máy quấn chỉ để làm quen với các thiết bị
mà các công ty thƣờng sử dụng để khi ra trƣờng không bị bỡ ngỡ nhƣ trong mô hình
này chúng em đƣợc tiếp xúc, làm quen với một số loại biến tần mà trong các công ty,
nó không thể thiếu cho việc khởi động mềm, làm chủ tốc độ hệ thống, và là biện pháp
tiết kiệm năng lƣơng rất hữu hiệu..., đƣợc tìm hiểu sâu hơn về PLC, các loại động cơ,
các linh kiện ... và cách kết nối các thiết bị này lại với nhau.
Nội dung báo cáo gồm:
Phần A: TÌM HIỂU VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG
Phần B: VIẾT LỆNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
Phần C: THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
Tp Hồ Chí Minh. Ngày tháng năm 2011.
Giáo viên hƣớng dẫn

Thạc sĩ Trần Văn Trinh


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2011.


NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
Tp Hồ Chí Minh. Ngày tháng năm 2011.

MỤC LỤC

A.TÌM HIỂU VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG ............ 1
I.SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ................................................................................................. 1
II. TÌM HIỂU VỀ THIẾT BỊ .................................................................................................. 1

1.Tìm hiểu về biến tần delta VFD-L ...................................................................... 1
2. Tìm hiểu PLC S7-200 ...................................................................................... 10
3. Giới thiệu cơ bản về động cơ bƣớc .................................................................. 29
4.Tổng quan về động cơ không đồng bộ ba pha: ............................................................ 42
4.1. Khái niệm chung....................................................................................... 42

4.2. Cấu tạo và đặc điểm ................................................................................ 42
4.3. Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ .................................... 46
4.4. Ứng dụng ................................................................................................. 51
III. CÁC MẠCH ĐIỀU KHIỂN .......................................................................................... 52
B. VIẾT LỆNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ............................................. 54
C. THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG ............................. 65
I. GIỚI THIỆU VỀ SCADA ..................................................................................... 65
II. Phần mềm SCADA WinCC .................................................................................. 68
III. Xây dựng dự án trên WinCC 7.0 và PC ACCESS .............................................. 74


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ

A. TÌM HIÊU VÀ THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG
I.

sơ đồ khối của hệ thống:

KHỐI ĐIỀU XUNG

GIAO
DIỆN
WINCC

PLC

KHỐI CÔNG SUẤT

KHỐI CHẤP HÀNH

Các thiết bị chính:
Biến tần delta VFD-L.
PLC S7-200.
Động cơ bước.
Động cơ AC 3 phase.
II.

Tìm hiểu thiết bị:
1. Tìm hiểu về biến tần delta VFD-L:
a. Cài đặt biến tần DELTA:

Hình 1: Biến tần Delta.
GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

1


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ

1.Thông số cơ bản.
Trên mỗi biến tần có những thông số cơ bản sau: Qua những thông số này chúng
ta có thể biết đƣợc phiên bản biến tần (A: standard, B: with EMI Filter …), điện áp
đầu vào là 220V hay 380V, 1 pha hay 3 pha, công suất động cơ tƣơng ứng. (ví

dụ:

007 tức là ứng dụng cho động cơ 0.75kw, 015 là ứng dụng cho động cơ 1.5kw), dải tần
số đầu ra. Đây là những hƣớng dẫn sử dụng đầu tiên mà chúng ta phải quan tâm tới.

2. Sơ đồ nối dây.
Dƣới đây là 2 sơ đồ kết nối biến tần. Mỗi sơ đồ áp dụng cho các phiên bản đƣợc
ghi trên hình vẽ. Ví dụ sơ đồ 1 áp dụng với biến tần: VDF002L11A, VFD002L11B,
VFD004L21B, … . nhƣ hình 2 a,b.

Hình 2: Sơ đồ nối dây.
GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

2


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
Chúng ta có thể thấy sơ đồ các chân kết nối của biến tần. Chân U/T1, V/T2,
W/T3 là 3 chân kết nối với động cơ. R/L1, S/L2, T/L3 là 3 chân cấp nguồn( với điện
áp 1 pha thì chỉ cần 2 trong số 3 chân). Chân M0, M1 dùng để điều khiển đông cơ
chạy thuận/nghịch hoặc start/stop (tùy vào chế độ cài đặt) bằng công tắc ngoài. Chân
AVI, GND, +10V(+15V) dùng để tăng/giảm tần số bằng triết áp. Chân M2 dùng để
reset biến tần bằng công tắc ngoài. M2, M3 dùng để lựa chọn các bƣớc tần số, ví dụ
khi M2=1 thì tần số là 20Hz, M3=1 tần số là 30Hz, M2=M3=1 thì tần số là 40Hz (các
tần số này đƣợc cài đặt tùy theo yêu cầu). Ngoài ra chúng ta có thể cài đặt điều khiển

biến tần bằng các phím nhấn và triết áp trên bề mặt của biến tần.
Dƣới đây là sơ đồ kết nối bằng các chân điều khiển ngoài.

Hình 3: Sơ đồ kết nối bằng điều khiển ngoài.
b. Cài đặt các thông số cho biến tần:
1. Các phím cài đặt của biến tần.
Để cài đặt biến tần ta ấn phím PROG/DATA và 2 phím tăng giảm để đến các
bƣớc cài đặt ( ví dụ 0-00,2-00,2-04…). Sau khi cài đặt xong ấn phím MODE để ghi
nhớ và kết thúc cài đặt. Khi cài đặt biến tần ta cần quan tâm đến các vấn đề sau:

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

3


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
1.1. Cài đặt các thông số người sử dụng.

1.2. Lựa chọn điều khiển bằng bàn phím hay bằng công tắc ngoài.

Để điều khiển biến tần bằng phím nhấn thì ta lựa chọn đến bƣớc 2-01 và cài đặt
bƣớc 2-01 là d0, bằng công tắc ngoài là d1. Để điều khiển tần số bằng triết áp trên rive
hay triết áp ngoài ta lựa chọn bƣớc 2-00: d0-triết áp trên drive, d3-triết áp ngoài. Trong
thực tế thì biến tần thƣờng hay đƣợc đặt trong các tủ điện vì thế ta phải điều khiển
bằng công tắc và triết áp ngoài.

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

4

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ

1.3. Cài đặt tần số

.

Thông số 1-00: là bƣớc cài đặt tần số sử dụng max. Ví dụ ta cài đặt bƣớc 1-00 là
80 thì khi vặn triết áp lên mức tối đa thì tần số max là 80Hz. Tần số
ừ 50~400Hz.
Thông số -

-

.

Thông số -

2.5~255V).
-

-

-

-

3s.

1.4. Cài đặt cho phép chạy thuận_nghịch.

Biến tần đƣợc cài đặt mặc định chạy thuận. Để cài đặt cho phép động cơ chạy thuận_
nghịch ta chọn bƣớc cài đặt 2-04. d0-là cho phép chạy ngƣợc; d1-là không cho phép
chạy ngƣợc ; d2 là không cho phép chạy thuận.
GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

5


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ

1.5. Đặt chế độ cho chân M0, M1, M2, M3.

Thông số -

1.

.
-

.

Thông số 5:

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

6


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ

ớ

Thông số -

-

-

2=M3=1.
1.6. Cài đặt thông số plc.

Thông số 5-03: chọn chế độ vận hành plc, có 5 sự lựa chon (d0:không cho phép
vận hành plc, d1:thực hiện 1 chu kì lập trình, d2:thực hiện liên tục các chu kì lập trình,
d3: thực hiện 1 chu kỳ lập trình từng bƣớc, d4: thực hiện liên tục một chu kỳ lập trình
từng bƣớc).

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

7


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
1.7. Cài đặt thông số bảo vệ.

Thông số 6-00: mức bảo vệ quá áp (d0: không cho phép 350v đến 410v).
Thông số 6-01: mức bảo vệ quá dòng (d0: không cho phép 20 đến 200%).
Thông số 6-02: chế độ phát hiện quá momen, có 5 sự lựa chọn (d0: không cho
phép, d1:cho phép sử dụng trong suốt thời gian hoạt động trong tốc độ hằng và tiếp tục
chạy đến khi đạt giới hạn, d2:cho phép sử dụng trong suốt thời gian hoạt động trong

tốc độ hằng và đƣợc tạm nghỉ sau khi phát hiện, d3:cho phép sử dụng trong thời gian
tăng tốc và tiếp tục cho đến khi đạt giới hạn thời gian đầu ra, d4: cho phép sử dụng
trong suốt thời gian hoạt động và ngừng khi phát hiện thấy quá momen.
Thông số 6-03: mức phát hiện quá momen (ta có thể chọn từ 30 đến 200%.).
Thông số 6-04: mức bảo vệ qua momen ( ta có thể chọn từ 0.1s đến 10s).
Thông số 6-05 : chọn rơle quá tải nhiệt điện từ, có 3 thông số để chọn (d0: không
sử dụng, d1:act với động cơ chuẩn, d2:act với động cơ đăc biệt).
Thông số 6-06 : đặc tính nhiệt điện ( từ 60 đến 600s ).

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

8


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
Thông số 6-07 : ghi nhận lỗi hiện tại, có 6 thông số để chọn lựa (d0: không xuất
hiện lỗi, d1:0c (phát hiện khi quá dòng), d2:0v (phát hiện khiquá áp), d3:oH (phát hiện
khi quá nhiệt), d4:oL (phát hiện khi quá tải),d5:oL1 (phát hiện khi có nhiệt điện tử)).
Thông số 6-08 : ghi nhận lỗi thứ 2 gần nhất , có 6 thông số để chọn lựa (d0:
không xuất hiện lỗi, d1:0c (phát hiện khi quá dòng), d2:0v (phát hiện khiquá áp),
d3:oH (phát hiện khi quá nhiệt), d4:oL (phát hiện khi quá tải),d5:oL1 (phát hiện khi có
nhiệt điện tử)).
Thông số 6-09 : ghi nhận lỗi thứ 3 gần nhất , có 6 thông số để chọn lựa (d0:
không xuất hiện lỗi, d1:0c (phát hiện khi quá dòng), d2:0v (phát hiện khiquá áp),
d3:oH (phát hiện khi quá nhiệt), d4:oL (phát hiện khi quá tải),d5:oL1 (phát hiện khi có
nhiệt điện tử)).
1.8. Cài đặt thông số động cơ.

Thông số 7-00: chọn dòng định mức của motor ( từ 30 đến 120%).
Thông số 7-01: cài đặt dòng không tải của motor ( từ 0 đến 90%).

Thông số 7-02: chọn giá trị bù momen cho motor ( từ 0 đến 10%).
Thông số 7-03: chọn giá trị bù trƣợt ( từ 0.0 đến 10).

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

9


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
1.9. Cài đặt các thông số đặt biệt.

2. Tìm hiểu PLC S7-200:
a. Giới thiệu PLC S7-200:
Lý thuyết PLC thì rất rộng nên trong chƣơng này chúng em chỉ trình bày những
khái niệm cơ bản và những phần lý thuyết liên quan PLC S7-200 loại CPU 224 đƣợc
sử dụng trong đồ án này.
Trong hệ thống tự động thƣờng gặp những thiết bị làm việc theo nguyên tắc
tuần tự, tuân theo những quy luật đƣợc thiết kế sẵn với tín hiệu vào nằm hai mức có và
không nhƣ contact, relay, mạch định thời. Các hệ thống này sẽ có sơ đồ phức tạp, độ
tin cậy kém, đáp ứng không nhanh, dễ hỏng v.v…Từ những năm 70 để đáp ứng nhu
cầu thực tế sản xuất, các mạch điều khiển bằng relay, bộ định thời đã không còn phù
hợp, do đó bộ điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Controller – PLC) ra
đời. Các PLC đời đầu chỉ thực hiện các phép tính logic, tín hiệu vào là tín hiệu rời rạc.
Hiện nay PLC còn thực hiện đƣợc các phép tính số học, logic và làm việc với tín hiệu
vào là tín hiệu liên tục. PLC S7-200 là một trong những PLC mạnh của hãng Siemens.
GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

10

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
Toàn bộ chƣơng trình đƣợc lƣu trong bộ nhớ của PLC dƣới dạng các khối
chƣơng trình con hoặc chƣơng trình ngắt ( Khối chính OB1). Trƣờng hợp dung lƣợng
nhớ của PLC không đủ cho việc lƣu trữ chƣơng trình thì ta có thể sử dụng thêm bộ nhớ
ngoài hỗ trợ cho việc lƣu chƣơng trình và dữ lệu ( Catridge).
Để có thể thực hiện đƣợc một chƣơng trình điều khiển ,tất nhiên PLC phải có tính
năng nhƣ một máy tính ,nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU) ,một hệ điều hành
,một bộ nhớ để lƣu chƣơng trình điều khiển ,dữ liệu và tất nhiên là phải có các cổng
vào ra để giao tiếp với các đối tƣợng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi
trƣờng xung quanh .Bên cạnh đó nhằm phục vụ các bài toán điều khiển số ,PLC còn
cần phải có thêm những khối chức năng đặc biệt khác nhƣ bộ đếm ( Counter) ,bộ định
thời ( Timer) …Và những khối hàm chuyên dụng.
b. Các phần chính PLC S7-200 .
- Khối CPU.
- Khối nhớ RAM, ROM, EPROM, EEPROM.
- Khối vào – ra.
- Khối nguồn.
- Khối mở rộng.
Bộ nhớ chương trình

Timer
Bộ đệm vào
ra

Khối Vi Xử Lý trung
tâm
+ Hệ Điều Hành

Bộ đếm
Bit cờ

Cổng vào ra

Quản lý ghép nối

Cổng ngắt và đếm tốc
độ cao

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

11


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
Hình 1.1: Cấu tạo chung một PLC.
CPU 224 có hai loại thông dụng dựa vào ký hiệu trên nắp máy bao gồm:CPU
224 DC / DC / DC, CPU 224 AC / DC / RLY.
Loại CPU 224 DC / DC / DC: Cần đƣợc cấp nguồn điện một chiều DC 24V,
các đầu vào và đầu ra cũng cần đƣợc cấp nguồn điện DC 24 V.
Sơ đồ đấu dây :

Hình 1.2 : Sơ đồ đấu dây Loại CPU 224 DC / DC / DC
Loại CPU 224 AC / DC / RLY: Cần đƣợc cấp nguồn điện xoay chiều một pha
220ACV, các đầu vào cần đƣợc cấp nguồn điện DC 24 V và các đầu ra là các relay. Sơ
đồ đấu dây :

Hình 1.3 : Sơ đồ đấu dây Loại CPU 224 AC / DC / RLY

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

12


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
1. Bộ nhớ PLC S7-200:
Bộ nhớ của PLC thƣờng có 3 vùng nhớ chính:
1.1 Vùng nhớ chứa chƣơng trình ứng dụng:
- OB1( Organisation block): vùng nhớ chứa chƣơng trình chính, PLC luôn quét
các lệnh trong vùng nhớ này.
- Subroutine ( chƣơng trình con): vùng nhớ chứa chƣơng trình con, chƣơng
trình con đƣợc thực hiện khi đƣợc gọi bởi chƣơng trình chính.
- Interrup ( chƣơng trình ngắt): vùng nhớ chứa chƣơng trình ngắt, chƣơng trình
này sẽ thực hiện khi có một ngắt xảy ra, nhƣ: ngắt Timer, ngắt của HSC…
1.2 Vùng nhớ chứa tham số:
Thông thƣờng có 5 vùng nhƣ sau:
- Vùng nhớ I ( Process image input): vùng dữ liệu các cổng vào số, khi thực
hiện chƣơng trình, PLC sẽ đọc giá trị logic tất cả các cổng đầu vào rồi cất chúng trong
vùng nhớ I. Chƣơng trình sẽ đọc giá trị logic các cổng vào thông qua vùng nhớ I.
- Vùng nhớ Q ( Process Image Output): vùng nhớ đệm cho các cổng ra số. Khi
kết thúc thực hiện chƣơng trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các
cổng ra số.
- Vùng nhớ M: chƣơng trình sử dụng các tham số này cho việc lƣu giữ các biến
cần thiết. Vùng nhớ này có thể truy cập theo bit (M), byte (MB), từ (MW) hay từ kép
(MD).
- Vùng nhớ T (Timer): dùng để lƣu trữ giá trị đặt trƣớc, giá trị hiện tại cũng nhƣ
giá trị đầu ra của Timer.
- Vùng nhớ C ( Counter): dùng để lƣu trữ giá trị đặt trƣớc, giá trị hiện tại cũng
nhƣ giá trị đầu ra của Counter.

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

13


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
1.3 Vùng chứa các khối dữ liệu:
- Data Block: vùng chứa dữ liệu đƣợc chia thành khối. Kích thƣớc do ngƣời sử
dụng quy định. Vùng nhớ này có thể truy cập theo từng bit (DBX), byte(DBB), từ
(DBW) hoặc từ kép (DBD).
- Local Data Block: vùng dữ liệu địa phƣơng, các khối chƣơng trình chính,
chƣơng trình con, chƣơng trình ngắt sử dụng và tổ chức cho các biến nháp tạm thời.
Nội dung của khối dữ liệu trong vùng nhớ này khi kết thúc chƣơng trình tƣơng ứng
trong chƣơng trình chính, chƣơng trình con hay chƣơng trình ngắt. Vùng nhớ này có
thể truy cập theo từng bit (L), byte(LB), từ (LW) hoặc từ kép (LD).
c. Giới thiệu phần mềm lập trình cho PLC S7-200
1. phần mềm STEP7- MicroWIN32:
a. Giao diện phần mềm:
Để một hệ thống PLC có thể thực hiện đƣợc một quá trình điều khiển nào đó thì
bản thân nó phải biết đƣợc nó cần phải làm gì và làm nhƣ thế nào.Việc truyền thông
tin về hệ thống ví dụ nhƣ quy trình hoạt động cũng nhƣ các yêu cầu kèm theo cho PLC
ngƣời ta gọi là lập trình.Và để có thể lập trình đƣợc cho PLC thì cần phải có sự giao
tiếp giữa ngƣời và PLC.
Việc giao tiếp này phải thông qua một phần mềm gọi là phần mềm lập trình. Mỗi
một loại PLC hoặc một họ PLC khác nhau cũng có những phần mềm lập trình khác
nhau.Đối với PLC S7-200, SIEMEN đã xây dựng một phần mềm để có thể lập trình
cho họ PLC loại này. Phần mềm này có tên là STEP7- MicroWIN32.
Ngoài việc phục vụ lập trình cho PLC S7-200, phần mềm này còn có rất nhiều
các tính năng khác nhƣ các công cụ gỡ rối, kiểm tra lỗi, hỗ trợ nhiều cách lập trình với
các ngôn ngữ khác nhau…
Phần mềm này cũng đã đƣợc xây dựng một phần trợ giúp (Help) có thể nói là rất

đầy đủ, chi tiết và tiện dụng. Ngƣời dùng có thể tra cứu các vấn đề về PLC S7-200 một
cách rất nhanh chóng, rõ ràng và dễ hiểu.
Để có thể thực hiện phần mềm lập trình STEP7- MicroWIN32 ta có 2 cách:
GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

14


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
Cách 1:
Vào Start → Simatic → STEP7- MicroWIN32 V3.2.0 → STEP7- MicroWIN32.
Cách 2: Chạy thông qua biểu tƣợng trên Desktop.

Mở, tạo mới, lưu
một CT điều
khiển

Down
load/Upload

Công cụ kết
nối các lệnh

Nút thay đổi
trạng thái làm
việc của PLC

Nút kiểm tra trạng thái
của chương trình.

Vùng soạn thảo

Các khối

chương trình

chức năng

b. một số chức năng quan trọng:
- Program Block:
Khi click chuột vào nút này ta sẽ trở về đƣợc vùng soạn thảo
chƣơng trình. Ở vùng này ta có thể thêm bớt các đầu vào/ra, các biến,
các lệnh, hàm để thực hiện chƣơng trình điều khiển.

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

15


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
Ở đây ta có thể thay đổi cách mà máy tính truyền thông với
PLC S7-200 (PPI, MPI, tốc độ truyền…) hoặc kiểm tra có hay không sự
truyền thông giữa máy tính và PLC S7-200 (kiểm tra sự có mặt của PLC
hay không).
- Symbol Table:
Click chuột vào đây, ta sẽ đƣợc một bảng mà ở
đó ta có thể định nghĩa các tên biến và đặt địa
chỉ tƣơng ứng cho các biến đó để có thể dễ nhớ
và dễ kiểm tra.Các biến này có thể là các đầu vào/ra, các
biến trung gian…

- Khối hàm, lệnh:
Đây là một trong những thành phần quan trọng nhất
của STEP7- MicroWIN32. Nó bao gồm toàn bộ các lệnh và
khối hàm của STEP7- Micro WIN32 để có thể tạo đƣợc một
chƣơng trình điều khiển cho PLC S7-200.
Ngƣời dùng có thể tìm thấy các lệnh hoặc hàm mình
cần dựa trên các nhóm có cùng chức năng mà STEP7MicroWIN32 đã phân loại sẵn.
Trong đó thƣờng dùng nhất là các khối:
+ Bit Logic: bao gồm các lệnh làm việc với bit và thực
hiện các phép toán logic nhƣ AND, OR, NOT…
+ Timer: đây là khối lệnh làm việc với các loại timer của S7-200.
+ Counter: đây là khối lệnh làm việc với các loại timer của S7-200
+ Move: các khối lệnh dùng để di chuyển dữ liệu từ vùng nhớ này sang vùng nhớ
khác của PLC.
+ Interger Math, Floating-Point Math: nhóm lệnh làm việc với số nguyên 16bit,
32bit và số thực. Nhóm lệnh này thực hiện các phép toán số học nhƣ +, -, ×, ÷…
GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

16


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
+ Compare: bao gồm các khối lệnh dùng để so sánh dữ liệu nhƣ >, <, =, ≥, ≤...
Ngoài ra còn các khối khác cũng rất quan trọng chúng ta có thể tham khảo thêm ở
phần Help của STEP7- MicroWIN32.
Để có thể biết một khối hàm hoặc lệnh làm việc nhƣ thế nào và điều kiện kèm
theo chúng ta chọn khối hàm, lệnh đó và nhấn F1.
2.Lệnh logic với bit
a. Công tắc
Công tắc thƣờng mở (Normally Open,

viết tắt là NO) và công tắc thƣờng đóng
(Normally Closed, viết tắt là NC). Đối với
PLC, mỗi công tắc đại diện cho trạng thái
một bit trong bộ nhớ dữ liệu hay vùng ảnh
của các đầu vào, ra. Công tắc thƣờng mở sẽ
đóng (ON - nghĩa là cho dòng điện đi qua)
khi bit bằng 1 còn công tắc thƣờng đóng sẽ
đóng (ON) khi bit bằng 0.
Trong LAD, các lệnh này đƣợc biểu diễn bằng chính các công tắc thƣờng mở và
thƣờng đóng. Trong FBD, các công tắc thƣờng mở đƣợc biểu diễn nhƣ các đầu vào
hoặc ra của các khối chức năng AND hoặc OR. Công tắc thƣờng đóng đƣợc thêm dấu
đảo (vòng tròn nhỏ) ở đầu vào tƣơng ứng.
Trong STL, các công tắc thƣờng mở đƣợc sử dụng trong các lệnh LOAD, AND
hoặc OR. Lệnh LOAD ghi giá trị bit đƣợc đánh địa chỉ bởi toán hạng của lệnh vào
đỉnh ngăn xếp, những giá trị cũ trong ngăn xếp bị đẩy xuống một bậc (giá trị dƣới
cùng sẽ mất). Các lệnh AND và OR thực hiện phép toán logic AND hay OR giữa giá
trị đƣợc trỏ đến bởi toán hạng với đỉnh ngăn xếp, kết quả đƣợc ghi vào đỉnh ngăn
xếp, những giá trị cũ trong ngăn xếp bị đẩy xuống một bậc. Hoàn toàn tƣơng tự đối
với các công tắc thƣờng đóng, đƣợc sử dụng trong các lệnh LOAD NOT, AND NOT
và OR NOT (giá trị đƣợc trỏ đến bởi toán hạng sẽ bị đảo).

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

17


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
b. Công tắc tức khắc
Trong STL, các công tắc thƣờng mở tức khắc đƣợc sử dụng trong các lệnh
LOAD IMMEDIATE (ghi giá trị đầu vào vật lý vào đỉnh ngăn xếp, những giá trị cũ

trong ngăn xếp bị đẩy xuống một bậc (giá trị dƣới cùng sẽ mất)), AND IMMEDIATE
hoặc OR IMMEDIATE (thực hiện phép toán lô gic And hay Or giữa giá trị đầu vào
vật lý với đỉnh ngăn xếp, kết quả đƣợc ghi vào đỉnh ngăn xếp, những giá trị cũ trong
ngăn xếp bị đẩy xuống một bậc). Hoàn toàn tƣơng tự đối với các công tắc thƣờng
đóng tức khắc, đƣợc sử dụng trong các lệnh LOAD NOT IMMEDIATE, AND NOT
IMMEDIATE và OR NOT IMMEDIATE (giá trị đầu vào vật lý bị đảo).
c. Lệnh đảo bit, lệnh sƣờn
Lệnh đảo thay đổi dòng năng lƣợng (Power Flow). Nếu dòng năng lƣợng gặp
lệnh này, nó sẽ bị chặn lại. Ngƣợc lại nếu phía trƣớc lệnh này không có dòng năng
lƣợng, nó sẽ trở thành nguồn cung cấp dòng năng lƣợng. Trong LAD, lệnh này đƣợc
biểu diễn nhƣ một công tắc. Trong FBD, lệnh đảo không có biểu tƣợng riêng. Nó đƣợc
tích hợp nhƣ là đầu vào đảo của những khối chức năng khác (với vòng tròn nhỏ ở đầu
vào của các khối chức năng đó). Trong STL, lệnh đảo đảo giá trị của đỉnh ngăn xếp: 0
thành 1 và 1 thành 0.
Lệnh này không có toán hạng.
Lệnh sƣờn: Đều thuộc nhóm lệnh các công tắc, ghi nhận trạng thái các bit dữ liệu
(0 hay 1), quen thuộc với khái niệm ―mức‖. Các lệnh về sƣờn ghi nhận không phải
mức đơn thuần mà là sự biến đổi mức. Lệnh sƣờn dƣơng (Positive Transition) cho
dòng năng lƣợng đi qua trong khoảng thời gian bằng thời gian một vòng quét khi ở
đầu vào của nó có sự thay đổi mức từ 0 lên 1. Lệnh sƣờn âm (Negative Transition)
cho dòng năng lƣợng đi qua trong khoảng thời gian bằng thời gian một vòng quét khi
ở đầu vào của nó có sự thay đổi mức từ 1 xuống 0. Trong LAD, các lệnh này đƣợc

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

18


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ

biểu diễn cũng nhƣ các công tắc.Trong FBD, các lệnh này đƣợc biểu diễn bằng
các khối chức năng P và N. Trong STL, lệnh Edge Up, nếu phát hiện có sự thay đổi
mức của đỉnh ngăn xếp từ 0 lên 1, sẽ đặt vào đỉnh ngăn xếp giá trị 1. Trong trƣờng hợp
ngƣợc lại, nó đặt vào đó giá trị 0. Tƣơng tự, lệnh Edge Down, nếu phát hiện có sự thay
đổi mức của đỉnh ngăn xếp từ 1 xuống 0, sẽ đặt vào đỉnh ngăn xếp giá trị 1. Trong
trƣờng hợp ngƣợc lại, nó cũng đặt vào đó giá trị 0.
Chú ý: Theo cấu trúc hoạt động của PLC, sự thay đổi mức tất nhiên chỉ đƣợc phát
hiện giữa các vòng quét liên tiếp. Do đó mỗi lệnh sƣờn này cần một bit nhớ để nhớ
trạng thái đầu vào của nó ở vòng quét kế trƣớc. Vì đặc tính này mà tổng số lệnh sƣờn
đƣợc sử dụng trong một chƣơng trình bị hạn chế (do dung lƣợng bộ nhớ dành cho
chúng có hạn).
d. Coil:
Lệnh ra

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

19


HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG QUẤN CHỈ
Giá trị bit đƣợc định địa chỉ bởi toán hạng của lệnh ra phản ảnh trạng thái của
dòng năng lƣợng (Power Flow) ở đầu vào lệnh này. Trong LAD và FBD, lệnh ra đặt
giá trị bit đƣợc trỏ đến bởi toán hạng của nó bằng giá trị dòng năng lƣợng ở đầu vào
của lệnh. Trong STL, lệnh ra sao chép giá trị đỉnh ngăn xếp ra giá trị bit đƣợc trỏ đến
bởi toán hạng của lệnh.
Lệnh ra tức khắc
Giá trị đầu ra rời rạc (digital) vật lý đƣợc định địa chỉ bởi toán hạng của lệnh ra
trực tiếp phản ảnh trạng thái của dòng năng lƣợng (Power Flow) ở đầu vào lệnh này.
Trong LAD và FBD, lệnh ra trực tiếp đặt đồng thời giá trị đầu ra vật lý đƣợc trỏ đến
bởi toán hạng của nó và bit ảnh của đầu ra này bằng giá trị dòng năng lƣợng ở đầu

vào của lệnh. Điều đó khác với lệnh ra thông thƣờng ở chỗ lệnh ra thông thƣờng chỉ
ghi giá trị vào bit ảnh của đầu ra. Trong STL, lệnh ra trực tiếp sao chép giá trị đỉnh
ngăn xếp ra đồng thời giá trị đầu ra vật lý đƣợc trỏ đến bởi toán hạng của lệnh và bit
ảnh của đầu ra này.
Lệnh Set, Reset
Các lệnh SET và RESET đặt một số các bit liên tiếp trong bộ nhớ dữ liệu
thành 1 (Set) hay 0 (Reset). Số lƣợng các bit đƣợc định bởi toán hạng [N] và bắt đầu từ
bit đƣợc định địa chỉ bởi toán hạng [bit]. Số lƣợng các bit có thể Set hoặc Reset nằm
trong khoảng từ 1 đến 255. Trong trƣờng hợp sử dụng lệnh Reset với các bit nằm
trong những vùng T hay C, các bộ định thời hay bộ đếm tƣơng ứng sẽ bị reset. Nghĩa
là bit trạng thái của chúng đƣợc đƣa về 0 và số đang đếm cũng bị xóa (sẽ có giá trị 0).
Những lỗi có thể đƣợc gây nên bởi các lệnh này (ENO = 0):
+ Bit đặc biệt SM4.3 = 1: lỗi Run - Time.
+ Lỗi 0006: địa chỉ gián tiếp.
+ Lỗi 0091: toán hạng vƣợt quá giới hạn cho phép.
Lệnh Set, Reset Immediat

GVHD: Ths. Trần Văn Trinh

20