Biến cục bộ trong plc s7-200 và ứng dụng viết chương trình điều khiển đèn giao thông

1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
--------------------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MỘT
BIẾN CỤC BỘ TRONG PLC S7-200 VÀ ỨNG DỤNG VIẾT
CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG

GVHD: Ths.Tạ Văn Phương

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2010
2


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
Ngày ……tháng 12 năm 2010
Giáo viên hướng dẫn
Ths.

Tạ Văn Phương

LỜI MỞ ĐẦU
3


Từ khi công nghiệp ra đời, máy móc được đưa vào phục vụ sản xuất, vì
vậy con người đã được giải phóng khỏi lao động chân tay rất nhiều. Bên
cạnh đó, sản phẩm làm ra được tăng lên đáng kể về số lượng và chất
lượng được ổn định. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển như vũ bão của
khoa học kỹ thuật, tự động hóa trong công nghiệp ra đời, từng bước hình
thành và tiến bộ theo sự phát triển của nền công nghiệp hiện đại. Đây
chính là một bước ngoặt lớn thứ hai trong nền sản xuất hàng hóa của con
người. Con người giờ đây thật sự được giải phóng khỏi lao động chân tay
hay những lao động trong các môi trường độc hại, thay vào đó là những cỗ

máy thông minh, làm việc hiệu quả cao.
Sự ra đời Plc (Programable Logic Controller) giúp cho việc lập trình với
sự hỗ trợ của máy tính để quản lý hoạt động các hệ thống trong công
nghiệp trở nên đơn giản hơn. Trong thực tế những chương trình ứng dụng
được viết khá dài, làm khó khăn trong việc lập trình ,quản lý ,kiểm tra và xử
lý lỗi. Vì thế các chương trình con đặc biệt là các biến cục bộ được sử
dụng để việc quản lý và kiểm tra nhanh chóng và hiệu quả. Và đề tài
“Biến cục bộ trong plc s7-200 và ứng dụng viết chương trình
điều khiển đèn giao thông” để giúp ta hiểu rõ hơn và ứng dụng thực
tế của biến cục bộ.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng cũng không thể tránh khỏi những
hạn chế, thiếu sót. Em cũng rất mong nhận được sự phê bình và đóng góp
ý kiến từ quý thầy cô và bạn bè, để đề tài hoàn thiện hơn.

4


MỤC LỤC
I.

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI.............................................5

II.

GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH CON SUB........................6
1.

Tại sao phải sử dụng chương trình con SUB?............................6

2.

Các bước thực hiện chương trình con.........................................6

3.

Biến cục bộ.....................................................................................6

4.

Biến toàn cục..................................................................................8

III.

CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN GIAO THÔNG...................9
1. Yêu cầu.........................................................................................9
2. Chương trình trên STEP7........................................................10

IV.

TẠO ITEMS TRONG PC ACCESS...............................................15

1.

Giới thiệu PCACCESS.......................................................................................15

2.

Các bước tiến hành trong PC ACCESS............................................................15

V.

TẠO GIAO DIỆN TRONG WINCC.......................................17
1. Khởi động wincc........................................................................17
2.

Thiết kế giao diện trong wincc.................................................17
a. Các bước tạo tab trong wincc...................................................17
b. Thiết kế giao diện trong wincc.................................................21
c. Chạy mô phỏng trong wincc.....................................................23

5


I.

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Trong đồ án môn học 1 này, nội dung chính đó là trình bày về biến cục
bộ trong S7-200 và ứng dụng biến cục bộ trong chương trình đèn giao
thông trên phần mềm STEP 7 MICROWIN. Tuy nhiên, vì mục đích muốn
tìm hiểu rõ thêm về biến toàn cục và ứng dụng hiển thị chương trình đèn
giao thông trên WINCC thông qua PC ACCESS, nên em đã trình bày thêm
về biến toàn cục trong STEP 7 MICROWIN, WINCC, PC ACCESS.

CÁC PHẦN TỬ TRONG STEP7-MICRO/WIN
6


Chương trình chính OB1 (main program)
Chương trình con SUB (subroutine)

Chương trình ngắt INT (interrupt routine)
Khối hệ thống (System Block)
Khối dữ liệu ( Data Block)

1.
2.
3.
4.
5.

Trong giới hạn đề tài, đó là trình bày về biến cục bộ mà nên tôi chỉ trình bày về
chương trình con SUB ( subroutine), chương trình chứa các biến cục bộ, cũng như
giới thiệu về bảng biến cục bộ. Để giúp người đọc rõ hơn, tôi xin trình bày thêm
phần biến toàn cục.
II.

GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH CON SUB (SUBROUTINE)
1. TẠI SAO PHẢI SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH CON?

Trong những chương trình nhỏ, bạn có thể sử dụng chương trình chính OB1 để
lập trình mà không cần chương trình con. Tuy nhiên đối với các chương trình lớn,
chẳng hạn hơn 100 network thì việc kiểm tra và quản lý hết sức khó khăn. chương
trình con đã được tạo ra để giải quyết khó khăn trên.
 ƯU ĐIỂM CỦA CHƯƠNG TRÌNH CON
 Chương trình con được sử dụng những khối nhỏ nên việc quản lý và sử lỗi rất
đơn giản.
 Có thể gọi lại chương trình con này trong chương trình chính, chương trình ngắt
hoặc trong chương trình con khác.
2. CÁC BƯỚC ĐỂ THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH CON
Sau đây là các bước chính:

 Tạo một chương trình con.
 Định nghĩa các thông số của nó trong bảng biến cục bộ ( local variable
table) của chương trình con.
 Gọi chương trình con từ một chương trình nào đó ( chương trình chính,
chương trình ngắt, hoặc chương trình con khác).
3. BIẾN CỤC BỘ (LOCAL VARIABLE)
- Biến cục bộ là các biến chỉ có ảnh hưởng trong chương trình con khi có lệnh
-

gọi từ chương trình chính OB1 mà không ảnh hưởng đến toàn bộ chương trình.
Các biến cục bộ được sử dụng trong chương trình con để tăng tính di động cho
chương trình con.

Khai báo trong biến cục bộ
Dạng khai báo
Mô tả
- IN
Biến được truyền vào chương trình con
7


-

OUT
TEMPORARY
IN_OUT

Biến được lấy ra từ chương trình con
Biến tạm được lưu tạm trong ngăn xếp dữ liệu cục bộ
Biến vừa truyền vào sau đó lấy ra từ chương trình con

 Bảng biến cục bộ trong chương trình con

Vùng nhớ
tương ứng

Ghi ký hiệu

Kiểu biến

Kiểu dữ liệu

Ghi chú

 Các kiểu dữ liệu (data type)
• BOOL : kiểu dữ liệu dùng cho bít đơn.
• BYTE, WORD, DWORD: kiểu dữ liệu xác định một ngõ vào hay ngõ ra

không dấu lần lượt có độ lớn byte, 2 bytes, 4 bytes.
• INT, DINT: kiểu dữ liệu xác định một ngõ vào hay ngõ ra có dấu lần lượt có
độ lớn byte, 2 bytes, 4 bytes.
• REAL : Kiểu dữ liệu là số thực 4 Bytes.
Một số lưu ý khi thiết lập trong bảng biến cục bộ:
 Các thông số input/output tối đa trong mõi chương trình con tối đa là 16.
Nếu ta thử download một chương trình quá 16 thông số thì chương trình
sẽ báo lỗi.
 Độ dài tên của biến cục bộ tối đa là 23 kí tự, bắt đầu phải là một kí tự
alphanumeric.
 Tên biến của bảng biến cục bộ được download, lưu trữ trong bộ nhớ
CPU. Việc dùng tên biến quá dài làm giảm bộ nhớ của CPU.

 Khi đặt tên biến, chương trình sẽ tự động gán biến vào vùng nhớ cục bộ
( local memory) L. Trong CPU 224, vùng nhớ cục bộ từ LB0 – LB63.
 Tạo chương trình con trong STEP7-MICRO/WIN

8


Tab chương
trình con

4. BIẾN TOÀN CỤC (GLOBAL VARIABLE)
- Biến toàn cục là biến của chương trình chính (OB1) có ảnh hưởng đến toán
bộ chương trình.
- Biến cục bộ có ưu điểm: sử dụng định nghĩa bằng từ gợi nhớ thay cho các ký
hiệu để giảm sai sót khi lập trình.
 BẢNG BIẾN TOÀN CỤC
•

III.

Click vào biểu tượng

, đó sẽ xuất hiện bảng biến toàn cục

CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG SỬ DỤNG BIẾN
CỤC BỘ TRONG STEP7 MICROWIN
9


1. YÊU CẦU: Viết chương trình điều khiển đèn giao thông sử dụng biến

cục bộ, dùng PC ACCESS để hiển thị trên WINCC.
Chương trình gồm 2 chế độ:
 Mode1 : Đèn hoạt động bình thường
 Mode2: Đèn vàng nhấp nháy liên tục

Hoạt động của một bộ đèn giao thông ở một làn đường

Hoạt động của đèn giao thông ở 2 làn đường khác nhau tại 1 ngã tư

Nguyên tắc hoạt động: time đỏ = time xanh + time vàng
 Thời gian của đèn xanh 12s.
 Thời gian đèn vàng 3s.
10




Thời gian đèn đỏ 15s.

Bảng biến cục bộ trong SBR0

Bảng biến cục bộ trong SBR1

1. Chương trình trên STEP 7 MICROWIN

CHƯƠNG TRÌNH OB1

11

CHƯƠNG TRÌNH CON SBR1 ( MODE 1)
12


13


14


CHƯƠNG TRÌNH CON SBR2 (MODE 2)

Sau khi viết xong chương trình ta xuất file chương trình

15


Sau đó ta đặt tên và lưu lại

TẠO ITEMS TRONG PC ACCESS

IV.

1. GIỚI THIỆU VỀ PC ACCESS
- PC ACCESS là một phần mềm chuyên dụng để kết nối giữa PLC S7-200 với
-

WINCC.
PC ACCESS có thể báo trạng thái kết liên kết giữa PLC S7-200 và WINCC
• Nếu là Good thì việc liên kết thành công.

• Nếu là Bad thì việc liên kết chưa thành công.
Kiểm tra trạng
Báo liên kết không tốt

thái

2. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH VỚI PC ACCESS




Bước 1: Khởi động PC ACCESS
Bước 2: Cấu hình cho PC ACCESS

,tạo new project.

16




Sau đó sẽ xuất hiện bảng set PG/PC Interface

Vì cáp sử dụng là PPI nên ta chọn như hình trên
 Bước 3: tạo các Item (File/Import Symbol)

17


Vào thư mục đã lưu file Export trong chương trình STEP 7

Sau đó ta tạo được các Item, rồi SAVE lại

V.
TẠO GIAO DIỆN TRONG WINCC
1. KHỞI ĐỘNG WINCC

•
•

Cách 1: Click double vào icon:
trên destop
Cách 2: Vào Start/All program/Simatic/Wincc

2. THIẾT KẾ GIAO DIỆN CHO WINCC
a. Tạo các tab trong wincc
- Trước tiên ta tạo một project mới:

18


Sau đó ta điền tên project và lưu lại:

Sau đó xuất hiện giao diện của wincc

19


• Right Click vào Tab Management/Add New Driver/OPC

Vì muốn liên kết với S7-200 qua PC ACCESS (kiểu OPC) nên ta phải chọn
driver OPC.
•

Bước tiếp theo, right click vào OPC Groups/system parameter

20


Sau đó ta quét chọn tất cả các Items và chọn Add Items

21


-

Tiếp theo ta đặt tên trong hộp thoại

-

Sau đó ta kiểm tra lại xem các tab đã được add vào chưa
Các tab đã được
tạo trong wincc

b. Thiết kế giao diện trong Graphics Designer
- Right click vào Graphics Designer/New picture
- Ta Rename lại rồi click double.

Vùng đối tượng
cần thao tác

Vùng làm
việc

22


-

Ta lấy các Objects trong vùng đối tượng cần làm thao tác tạo giao diện đèn
giao thông

:
Bước tiếp theo là rất quan trọng, đó là thiết lập các thuộc tính cho tab
 Đối với đèn:
Vào Property/Flashing /Flashing Background
-

-

Màu cần
hiển thị

Cập nhật
liên tục

Liên kết
tab

 Đối với các button

Vào Property/Event/Mouse/Mouse Action/C-Acction
Có 2 cách để Set Tab Bit
• Cách 1: Lập trình trục tiếp bằng lệnh trên cửa sổ lệnh
23


•

Cách 2 : Vào Set/Set Tab Bit

Cửa sổ lệnh
Cửa sổ lệnh

Sau khi ta thiết kế giao diện và cài đặt thuộc tính cho chương trình, ta lưu chương
trình lại.
c. CHẠY MÔ PHỎNG TRÊN WINCC

Bước cuối cùng là chạy run time trên wincc để kiển tra.
Click vào icon

để chạy mô phỏng

Kết quả sau khi mô phỏng

24


25