ứng dụng bộ đọc xung hsc để xác định vị trí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA

ĐỒ ÁN MÔN HỌC PLC
ĐỀ TÀI:
ỨNG DỤNG BỘ ĐỌC XUNG HSC ĐỂ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ

Cán Bộ Hướng Dẫn

Sinh Viên Thực Hiện

TRẦN LÊ TRUNG CHÁNH

TRỊNH QUỐC TÀI
MSSV: B1305742

Tháng 5/2016


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU
1.1

ĐẶT VẤN ĐỀ.

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, tự động hóa sản
xuất đã và đang trở thành một yêu cầu cấp thiết đối với hầu hết các lĩnh vực.
Việc điều khiển, giám sát, vận hành dễ dàng các hệ thống tự động sẽ mang lại
hiệu quả cao trong sản xuất, đồng thời giảm được chi phí. Do đó cần một đội

ngũ nhân viên kỹ thuật lành nghề để có thể đáp ứng được yêu cầu công việc,
không ngừng cập nhật kiến thức để có thể khai thác tối đa các thiết bị một
cách hiệu quả nhất.
Dòng PLC S7 200 đã được trang bị cho phòng Tự động Hóa và Quản
lý năng lượng, Bộ môn Tự Động Hóa, Khoa Công Nghệ, Trường Đại Học Cần
Thơ. Bên cạnh đó, Điều khiển và giám sát hệ thống nói chung là một phần nhỏ
trong hệ thống sản xuất linh hoạt thực tế.
Chính vì lẽ đó, chúng em chọn đề tài : Ứng Dụng Bộ Đọc Xung HSC
Của PLC S7 200 Để Xác Định Vị Trí, nhằm tiếp xúc với các thiết bị mới và
làm quen với tình hình sản xuất mới để không còn bỡ ngỡ khi đứng vào hàng
ngũ kỹ sư trẻ tương lai.
Đề tài này giúp tiếp cận, ứng dụng bộ PLC mới vào thiết kế mô hình
điều khiển với S7 200. Mô hình được dùng để bổ sung mô hình thí nghiệm cho
phòng thí nghiệm Tự động hóa và quản lí năng lượng
1.2

MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI

-Tìm hiểu và ứng dụng bộ đọc xung HSC của PLC S7 200.
-Thiết kế giao diện trên HMI để điều khiển và giám sát.


CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Nội dung chính





Tìm hiểu về màn hình cảm ứng HMI EASYVIEW MT6070iH

Tìm hiểu phần mềm EASY BUILDER 8000
Tìm hiểu bộ đọc xung tốc độ cao HSC của S7 200
Tìm hiểu về Encoder 500 xung.

2.1 MÀN HÌNH CẢM ỨNG HMI EASYVIEW MT6070iH
2.1.1 Giới thiệu tổng quan về màn hình Weinview MT6070iH
Màn hình cảm ứng HMI MT6070iH ngày càng được sử dụng rộng rãi cả trong
công nghiệp và đời sống hàng ngày với nhiều ưu điểm nổi bật. Khả năng giao tiếp với
nhiều loại thiết bị đồng thời hỗ trợ giao diện với con người để điều khiển và giám sát một
cách trực quan nhất. Hỗ trợ hiển thị nhiều màu sắc với độ nét cao, hiển thị nhiều loại font
chữ kể cả tiếng Việt. Ngoài ra nó còn được lập trình với một phần mềm lập trình giao
diện miễn phí và khá dễ dàng sử dụng.
2.1.2 Thông số kỹ thuật của màn hình Weinview MT6070iH
Tổng quát về màn hình cảm ứng HMI MT6070iH


Kích thước màn hình: 7 inches, 65536 màu.
Độ phân giải 800x480
CPU 32bit cấu trúc RISC, tốc độ 400Mhz với 64MB bộ nhớ RAM DDR2 on board, bộ
nhớ Flash lên đến 128MB.
COM 1: RS-232/RS-485 2w/4w
COM 3: RS-485 2w
1 cổng USB 1.1 và 1 cổng USB 2.0
Nguồn cấp cho màn hình: 24V±20%
Kích thước tổng (Rộng x Dài x Cao): 200x146x42,5mm.
Trọng lượng 0.85 kg
Phần mềm lập trình EB 8000 V2.0 hoặc phiên bản mới hơn.
Các cổng giao tiếp của màn hình HMI MT6070iH:

Mặt sau của màn hình

2.2 PHẦN MỀM EASY BUILDER 8000
2.2.1 Giới thiệu phần mềm EB 8000
EB 8000 là một trong những phần mềm của hãng Weintek sử dụng để lập trình
cho màn hình cảm ứng HMI.
Yêu cầu về phần cứng:
CPU: INTEL Pentium II
Memory: 64MB
Hard Disk: 2.5GB
CD-ROM: 4X
Display: 256 color SVGA with 800 x 600
Trên đây là cấu hình tối thiểu, hầu hết các máy tính hiện nay đều đáp ứng được.
Phần mềm có thể chạy trên hệ điều hành Windows 2000 /Windows XP/Windows
7 /Windows 8….
Sử dụng EB 8000 để thiết kế giao diện và lập trình cho màn hình HMI MT6070iH
2.2.2 Cài đặt EB 8000
D-Click vào file cài đặt của phần mềm


Chọn [Install], một cửa sổ mới hiện ra-chọn [Next]-> Chọn ổ đĩa- nơi cài đặt phần
mềm->[Next]

Hoàn tất cài đặt:

2.2.3 Tạo một project mới


Khởi động phần mềm, vào [file] -> [New]

Chọn model của HMI:

Bấm [OK] và tiếp tục cài đặt các thuộc tính cho Project:
Bây giờ ta có thể tạo giao diện cho HMI bằng các nút lệnh trên thanh công cụ:
Trước tiên ta chọn màu nền cho màn hình bằng cách Click chuột phải vào vùng
màn hình trên giao diện, chọn [Attribue]. Trong phần Backround ta chọn màu phù hợp
và bấm [OK]
Tạo một nút nhấn trên màn hình bằng cách nhấp vào nút Toggle Switch trên thanh
công cụ:
Chọn các thuộc tính, màu sắc, hình dạng cho nút nhấn sau đó bấm [OK]:

2.2.4 Lưu và biên dịch Project


Chọn [file]->[Save] hoặc bấm vào biểu tượng hình chiếc đĩa mềm để chọn nơi
lưu Project. Sau đó chọn [Tools]->[Complie] hoặc bấm vài biểu tượng Complie để biên
dịch.

Biên dịch thành công:

2.2.5 Chạy mô phỏng
Có hai chế độ mô phỏng: mô phỏng Off-line và On-line, khi mô phỏng On-line đòi
hỏi phải có kết nối với thiết bị (PLC)

Sau khi chọn nút mô phỏng, màn hình mô phỏng sẽ hiện ra:


2.2.6 Download Project xuống HMI
Chọn [Tools] ->[Download] hoặc bấm nút [F7] trên bàn phím để download giao
diện xuống HMI.

2.2.7 Một số nút lệnh cơ bản trong EB 8000
1. Bit Lamp
Biểu tượng:
Chức năng:Sử dụng hai trạng thái (ON / OFF) của một địa chỉ bit được chỉ định để
điều khiển sự xuất hiện của một hay nhiều đối tượng màn hình.
Được dùng để làm nổi bật các chế độ hiện hành của hoạt động, tạo ra các báo động
và các chỉ số trạng thái, hoặc cung cấp thông tin một dòng văn bản. Bit điều khiển
cũng dùng để cho phép / vô hiệu hóa một nhóm đối tượng
2. Word Lamp
Biểu tượng:
Chức năng:Dùng để hiển thị hình dạng tương ứng theo địa chỉ đã được định trước
3. Set Bit
Biểu tượng:
Chức năng:Thay đổi trạng thái của một địa chỉ bit được chỉ định trong PLC hoặc
HMI.
4. Set Word
Biểu tượng:
Chức năng:Ghi một giá trị mặc định cho thanh ghi trong PLC hoặc HMI
5. Function Key
Biểu tượng:
Chức năng:Mở, đóng hoặc quay trở lại cửa sổ màn hình trước đó. Nó còn được
dùng để thiết kế nút nhấn keypad
6. Toggle Switch
Biểu tượng:
Chức năng:Toggle Switch Object là sự kết hợp của Bit-Lamp và Set-Bit object.


Toggle Switch điều khiển bit device bằng hình dạng, ảnh hoăc nhãn (label).
7. Multi State
Biểu tượng:

Chức năng:Multi-state là sự kết hợp của Word Lamp và Set Word object.
Multi-state dùng để hiển thị trạng thái và đặt giá trị cho word device
8. Options List
Biểu tượng:
Chức năng: Option List dùng để hiển thị một hộp danh sách, hoặc danh sách thả
xuống, các mục mà người dùng có thể xem và chọn. Một khi người sử dụng chọn
một mục, giá trị tương ứng với mục đó sẽ được ghi vào địa chỉ được chỉ định.
9. Numeric Input
Biểu tượng:
Chức năng: Numeric Input được dùng để nhập vào một giá trị được chỉ định để
hiển thị lên màn hình hoặc thông qua bàn phím bên ngoài.
10. ASCII Input Object
Biểu tượng:
Chức năng: Dùng để hiển thị giá trị của word device trong định dạng ASCII.
ASCII Input còn có thể nhận dữ liệu vào từ keypad và thay đổi giá trị của word
device.
11. Indirect Window
Biểu tượng:
Chức năng: Indirect Window: Xác định một vị trí cửa sổ popup( vị trí, kích thước)
12. Direct Window
Biểu tượng:
Chức năng: Direct Window: là object để xác định một vị trí cửa sổ popup (vị trí /
kích thước). Khi nội dung của các bit device được thiết lập ON / OFF, cửa sổ sẽ
được bật lên tại vị trí định trước. Cửa sổ popup sẽ đóng khi nội dung của các bit
device được reset về 0. Hệ thống sẽ chỉ hoạt động khi nội dung của bit device thay
đổi (OFF → ON, ON → OFF).
13. Moving Shape
Biểu tượng:
Chức năng: Moving Shape: Dùng để xác lập trạng thái và khoảng cách di chuyển
cho Object.

14. Animation
Biểu tượng:
Chức năng: Animation: Đặt một hình ảnh, hình dạng với nhãn trên màn hình tại
các vị trí cụ thể đã được xác lập trước bằng dữ liệu từ PLC.
15. Bar Graph
Biểu tượng:


Chức năng: Bar Graph hiển thị dữ liệu của PLC theo tỷ lệ giá trị của nó.
16. Meter Display
Biểu tượng:
Chức năng: Meter Display Object dùng để hiển thị giá trị của word device ở dạng
đồng hồ.
17. Trend Display
Biểu tượng:
Chức năng: Trend display hiển thị đường biễu diễn cho dữ liệu lấy mẫu được lấy
từ data sampling object.
18. History Data Display
Biểu tượng:
Chức năng: History data display: hiển thị dữ liệu được lưu trữ từ data sampling
object. Nó hiển thị dữ liệu ở định dạng số. Màn hình hiển thị dữ liệu history sẽ
không làm mới tự động, nó chỉ lấy dữ liệu từ các designed record và hiển thị tại
thời điểm window popup
19. Data Block Display
Biểu tượng:
Chức năng: Data Block Display: được dùng để hiển thị những dữ liệu theo đường
công với đia chỉ là liên tục.
20. XY Plot
Biểu tượng:
Chức năng: XY Plot dùng để hiển 2 đường của dữ liệu, biểu diễn dữ liệu dưới

dạng đồ thị.Để sử dụng “XY Plot” ta chọn biểu tượng
21. Alarm Bar and Alarm Display
Biểu tượng:
Chức năng: Alarm bar và Alarm display được dùng để hiện những thông báo.
22. Event Display
Biểu tượng:
Chức năng: Event display được dùng để hiển thị các sự kiện đã được kích hoạt.
23. Data Transfer( Trigger-based)
Biểu tượng:
Chức năng: Data transfer được dùng để chuyển giá trị từ thanh ghi nguồn tới thanh
ghi đích. Và nó có thể được kích hoạt bởi 1 đối tượng khác hoặc bởi 1 địa chỉ bit
cụ thể.
24. Data Transfer( Time-based)
Biểu tượng:
Chức năng: Để chuyển dữ liệu (Time-based) giống như chuyển dữ liệu (Triggerbased).
25. PLC Control


Biểu tượng:
Chức năng: PLC Control được kích hoạt ở 1 công việc cụ thể khi điều khiển 1
thiết bị.
26. Scheduler
Biểu tượng:
Chức năng: Scheduler được sử dụng để bật/tắt 1 bit hay xác định giá trị thời gian ở
word.
27. Backup
Biểu tượng:
Chức năng: Backup được dùng để sao lưu dữ liệu (RW, RW_A), từ “event log” và
dữ liệu được lấy mẫu từ USB hoặc từ những thiết bị từ xa.
28. Media Player

Biểu tượng
Chức năng: Dùng để phát những đoạn video, âm thanh.
2.3 BỘ ĐỌC XUNG HSC CỦA PLC S7 200 (HSC: HIGH SPEED COUNTER).
2.3.1. Giới thiệu về HSC.
Bộ đếm thường: Bộ đếm thường trong PLC như đếm lên (CTU), đếm
xuống(CTD), đếm lên xuông(CTUD), chỉ đếm được các sự kiện xãy ra với tần số
thấp( Chu kỳ xuất hiện của sự kiện nhỏ hơn chu kỳ quét của PLC).
HSC là bộ đếm tốc độ cao, được sử dụng để đếm những sự kiện xãy ra với tần số lớn mà
các bộ đếm thông thường trong PLC không đếm được.VD: Tín hiệu xung từ encoder…
HSC cung cấp một khối đếm xung cho encoder. Một encoder cung cấp một số lượng
xung nhất định đối với mỗi vòng quay của trục và một xung reset. Các xung này là ngõ
vào cho HSC.

HSC được cung cấp các giá trị đặt. Ngõ ra được kích hoạt trong khoảng thời gian giá trị
đếm nhỏ hơn giá trị đặt.counter có khả năng cung cấp ngắt khi giá trị đếm bằng giá trị đặt
hay khi xảy ra điều kiện reset.
Có 4 loại HSC:
- Counter 1 pha với bit điều khiển hướng đếm bên trong CPU.


- Counter 1 pha với bit điều khiển hướng đếm bên ngoài.
- Counter với 2 pha A/B.
- Counter với A/B nhân 4.
Có thể sử dụng kết hợp thêm các chế độ:
Không Reset và Start, có Reset và không Start hoặc cả 2.
2.3.2. Số lượng bộ đếm HSC có trong PLC và tần số tối đa cho phép.
Tùy thuộc vào loại CPU mà số lượng bộ đếm HSC và tốc độ tối đa cho phép khác nhau.
Bộ Đếm
HC0
HC1

HC2
HC3
HC4
HC5

Ngõ vào
I0.0
I0.6
I1.2
I0.1
I0.3
I0.4

Tần số cho phép
30KHz
30KHz
30KHz
30KHz
200KHz
200KHz

Loại CPUs
221, 222, 224, 224XP, 226
221, 222, 224, 224XP, 226
221, 222, 224, 224XP, 226
221, 222, 224, 224XP, 226
224XP
224XP

2.3.3. Vùng nhớ đặc biệt sử dụng để lập trình cho HSC.

Mỗi HSC có một vùng nhớ đặc biệt riêng, vùng nhớ này được sử dụng để khai báo chọn
mode đếm, đặt giá trị, lưu giá trị đếm cho HSC tương ứng.
STT
1
2
3
4
5
6

Bộ Đếm
HC0
HC1
HC2
HC3
HC4
HC5

Vùng nhớ khai báo
SMB36 đến SMB45
SMB46 đến SMB55
SMB56 đến SMB65
SMB136 đến SMB145
SMB146 đến SMB155
SMB156 đến SMB165

Chú thích
Mỗi HSC sử dụng 10 byte

2.3.4.Các lệnh lad cho HSC.

4.1 Lệnh HDEF
Lựa chọn mode hoạt động, nguồn xung clock, hướng, chiều đếm, Start và hàm Reset cho
HSC.


Gọi lần đầu bằng SM0.1
4.2 Lệnh HSC
- Cấu hình và điều khiển High Speed Counter dựa trên trạng thái của các bit HSC.
- Thông số N cho biết tên cụa HSC.
CPU 222, 221 có 4 HSC: 0,3,4,5.
CPU 224, 224XP, và 226 có 6 HSC: 0,1,2,3,4,5.

2.3.5. Các Mode đếm của bộ điếm
Mỗi bộ đếm đều có những Mode đếm khác nhau. Tùy vào từng ứng dụng cụ thể mà
người lập trình lựa chọn Mode đếm cho phù hợp. Dưới đây trình bày Mode đếm
của các bộ đếm tiêu biểu.
HSC0( Chỉ có 1 Mode
đếm)
Mode
0

Mode
0
1
2
3

Đặc điểm
Bộ đếm 1 pha, thay đổi hướng đếm bên trong
SM37.3 = 1: Đếm lên.

SM37.3 = 0: Đếm xuống.

I0.0
Ngõ vào nhận xung

HSC1( Có tất cả 12 Mode đếm khác nhau).
Đặc điểm
I0.6
I0.7
I1.0
Bộ đếm lên/xuống
SMB47.3 = 0: Đếm xuống
Clock
Reset
SMB47.3 = 1: Đếm lên
Thay đổi hướng đếm

I1.1
Start


4
5
6
7
8
9
10
11

I0.7 = 0: Đếm xuống
I0.7 = 1: Đếm lên

Clock

Đếm 2 pha với ngõ vào xung
Ck đếm lên và đếm xuống.

Ck up

Đếm lệch pha. Pha A, B lệch
nhau 90 đếm xuống.

Dir

Reset
Start

Ck down

Reset
Start

Clock
A

Clock
B

Reset

Start

HSC2( Có tất cả 12 Mode đếm khác nhau).
Đặc điểm
I0.6
I0.7
I1.0
Bộ đếm lên/xuống
SMB57.3 = 0: Đếm xuống
Clock
Reset
SMB57.3 = 1: Đếm lên
Thay đổi hướng đếm
I1.3 = 0: Đếm xuống
Clock
Dir
Reset
I1.3 = 1: Đếm lên

Mode
0
1
2
3
4
5
6
Đếm 2 pha với ngõ vào xung
Ck up
7

Ck đếm lên và đếm xuống.
8
9
Clock
Đếm lệch pha. Pha A, B lệch
A
10
nhau
90
đếm
xuống.
11
Kiểm tra các bộ đếm hỗ trợ bao nhiêu mode!
2.3.6. Lập trình cho HSC dung HSC Wizard
Cần định nghĩa các thông tin sau cho 1 HSC
•
•
•
•
•
•

Chọn Counter và Mode hoạt động.
Cấu hình byte điều khiển.
Cấu hình giá trị hiện tại( current value).
Cấu hình giá trị đặt( preset value).
Gán và cho phép chương trình phục vụ ngắt.
Kích hoạt HSC.

Ck down

I1.1
Start
Start

Reset
Start

Clock
B

Reset
Start


2.3.7. Các HSC và Input

2.3.8. Ý nghĩa của byte trạng thái khi lập trình cho HSC.
8.1 Byte trạng thái của HSC0.
SM36.0 Không sử dụng
SM36.1 Không sử dụng


SM36.2 Không sử dụng
SM36.3 Không sử dụng
SM36.4 Không sử dụng
SM36.5 Chiều đang đếm, 1:Đếm lên, 0:Đếm xuống.
SM36.6 Kết quả so sánh tức thời, 0:Nếu CV PV, 1:Nếu CV = PV
SM36.7 Kết quả so sánh tức thời, 0:Nếu CV PV, 1:Nếu CV > PV
8.2 Byte trạng thái của HSC1.

SM46.0 Không sử dụng
SM46.1 Không sử dụng
SM46.2 Không sử dụng
SM46.3 Không sử dụng
SM46.4 Không sử dụng
SM46.5 Chiều đang đếm, 1:Đếm lên, 0:Đếm xuống.
SM46.6 Kết quả so sánh tức thời, 0:Nếu CV PV, 1:Nếu CV = PV
SM46.7 Kết quả so sánh tức thời, 0:Nếu CV PV, 1:Nếu CV > PV
8.3 Byte trạng thái của HSC2.
SM56.0 Không sử dụng
SM56.1 Không sử dụng
SM56.2 Không sử dụng
SM56.3 Không sử dụng
SM56.4 Không sử dụng
SM56.5 Chiều đang đếm, 1:Đếm lên, 0:Đếm xuống.
SM56.6 Kết quả so sánh tức thời, 0:Nếu CV PV, 1:Nếu CV = PV
SM56.7 Kết quả so sánh tức thời, 0:Nếu CV PV, 1:Nếu CV > PV
2.3.9. Ý nghĩa các bit của byte điều khiển thái khi lập trình cho HSC.
9.1 Byte điều khiển của HSC0
SM37.0 Không sử dụng


SM37.1 Không sử dụng
SM37.2 Không sử dụng
SM37.3 Chiều đếm: 0 đếm lùi, 1 : đếm lên
SM37.4 Cho phép đổi chiều đếm, 0: không cho phép, 1: cho phép
SM37.5 Cho phép sửa đổi giá trị đặt trước,0: không cho phép,1: cho phép
SM37.6 Cho phép sửa đổi giá trị đếm tức thời, 0: không cho phép, 1: cho phép
SM37.7 1-Cho phép kích HSC0, 0:Không cho phép HSC0
9.2 Byte điều khiển của HSC1.

SM47.0 Kiểu reset cho tín hiệu xóa tại cổng I1.0
SM47.1 Kiểu start cho tín hiệu kích tại cổng I1.1
SM47.2 Tần số đếm của HSC1
SM47.3 Chiều đếm: 0 đếm lùi, 1 : đếm lên
SM47.4 Cho phép đổi chiều đếm, 0: không cho phép, 1: cho phép
SM47.5 Cho phép sửa đổi giá trị đặt trước, 0: không cho phép, 1: cho phép
SM47.6 Cho phép sửa đổi giá trị đếm tức thời, 0: không cho phép, 1: cho phép
SM47.7 1-Cho phép kích HSC1, 0:Không cho phépHSC1
9.3 Byte điều khiển của HSC2.
SM57.0 Kiểu reset cho tín hiệu xóa tại cổng I1.0
SM57.1 Kiểu start cho tín hiệu kích tại cổng I1.1
SM57.2 Tần số đếm của HSC2
SM57.3 Chiều đếm: 0 đếm lùi, 1 : đếm lên
SM57.4 Cho phép đổi chiều đếm, 0: không cho phép, 1: cho phép
SM57.5 Cho phép sửa đổi giá trị đặt trước, 0: không cho phép, 1: cho phép
SM57.6 Cho phép sửa đổi giá trị đếm tức thời, 0: không cho phép, 1: cho phép
SM57.7 1-cho phép kích HSC2, 0 –cho phép hủy HSC2.
2.3.10. Chọn kiểu Reset, Start và tần số đếm cho HSC
HSC1

HSC2

Ghi chú


SM47.0
SM47.1
SM47.2

SM57.0

SM57.1
SM57.2

0: Reset mức cao
0: Start mức cao
0: 4X giá trị đếm

1: Reset mức thấp
1: Start mức thấp
1: 1X giá trị đếm

2.3.11. Byte trạng thái và Byte điều khiển của HSC3, HSC4, HSC5
Bộ đếm
HSC3
HSC4
HSC5

Byte trạng thái
SMD136
SMD146
SMD156

Byte điều khiển
SMD137
SMD147
SMD157

Ghi chú

Gía trị đặt

SMD42
SMD52
SMD62
SMD142
SMD152
SMD162

Ghi chú

2.3.12. Gía trị tức thời, giá trị đặt.
Bộ đếm
HSC0
HSC1
HSC2
HSC3
HSC4
HSC5

Gía trị tức thời
SMD38
SMD48
SMD58
SMD148
SMD158
SMD168

2.3.13. Các bước khởi tạo bộ đếm HSC
Dùng chu kỳ quét đầu tiên(SM0.1) để gọi chương trình con khởi tạo. Trong chương trình
con khởi tạo thực hiện các công việc sau đây.









Nạp giá trị cho byte điều khiển.
Gán bộ đếm với Mode đếm tương ứng dùng lệnh HDEF.
Nạp giá trị tức thời.
Nạp giá trị đặt trước.
Gán chương trình ngắt với sự kiện ngắt dùng lệnh ATCH nếu sử dụng ngắt.
Cho phép ngắt dùng lệnh ENI.
Chọn bộ đếm để thực thi dùng lệnh HSC.


2.3.14 Hoạt động của Start và Reset

2.3.15 Các bit cấu hình trạng thái Reset
o Cấu hình Start, Reset và 1X/4X


o Ví dụ cấu hình cho HSC1 ở mode 11

2.3.16 Cấu hình Byte điều khiển
Mỗi Counter có một byte điều khiển thực hiện các chức năng:





Cho phép hay tắt Counter.
Điều khiển hướng điếm( Mode 0, 1, 2) hay khởi động hướng điếm.
Cho phép cập nhật Current value.
Cho phép cập nhật preset value.

2.3.17 Đặt giá trị Current value và preset value
Mỗi Counter có 1 cặp thanh ghi 32 bit (có dấu) cho new Current value và new preset
value.
Để nạp các giá trị này vào Counter:
 Cấu hình byte điều khiển.
 Nạp các giá trị mới vào các thanh ghi SMD tương ứng.
 Gọi lệnh HSC để cho phép Counter chạy và load giá trị mới.


Gía trị hiện tại của Counter có thể đọc được bằng cách đọc các thanh ghi HCx tương ứng.
( HC vùng nhớ dành cho High Speed Counter).

2.3.18 Các bit trạng thái dùng cho HSC
Các bit trạng thái này chỉ có tác dụng trong chương trình phục vụ ngắt dành cho HSC.

2.3.19 Trình tự mẫu khởi động HSC
Ví dụ cài mode 0, 1, 2 cho HSC1 :





Dùng SM0.1 gọi chương trình con SBR_x cài đặt thông số cho HSC.
Trong SBR_x cấu hình các bit trong SMB47. Ví dụ: SMB47 = 16#F8.

Gọi HDEF để chọn Counter và mode hoạt động.
Cấu hình SMD48 và SMD52 cho các giá trị current và preset values.


 Liên sự kiện ngắt( 13) với ISR và cho phép ngắt bằng ENI.
 Gọi lệnh HSC để S7-200 cài đặt HSC1.
 Thoát SBR_x.
2.3.20 Cập nhật giá trị mới cho Current value
 Cấu hình byte điều khiển (SMB47) để cập nhật lại giá trị Current value mới
(SMB47.6=1, SMB47.5=0). Ví dụ SMB47 = 2#11000000.
 Nạp Current value mới SMD48.
 Thực thi HSC để nạp trị mới.
 Cấu hình byte điều khiển (SMB47) để cập nhật lại giá trị Preset value với
(SMB47.6=0, SMB47.5=1). Ví dụ SMB47 = 2#10100000.
 Nạp Preset value mới SMD52.
 Thực thi HSC để nạp trị mới.

2.3.21 Tắt Timer
Cấu hình byte điều khiển (SMB47).
•
•
•
•
•

SMB47.7 = 0: Tắt Timer.
SMB47.6 = 0: no update current value.
SMB47.5 – 0: no update preset value.
…
Gọi lại HSC để cấu hình Timer.

2.4 ENCODER .
2.4.1 Nguyên lí hoạt động của encoder
Encoder mục đích dùng để quản lý vị trí góc của một đĩa quay, đĩa quay có thể là
bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kỳ thiết bị quay nào cần xác định vị trí góc.
Encoder được chia làm 2 loại, absolute encoder(tuyệt đối) và incremental
encoder(tương đối).
Encoder tuyệt đối chỉ rõ ràng vị trí của encoder, chúng ta không cần xử lý gì thêm,
cũng biết chính xác vị trí của encoder ,encoder tương đối chỉ có 1, 2, hoặc tối đa là 3
vòng lỗ. Cứ mỗi lần đi qua một lỗ, chúng ta phải lập trình để thiết bị đo đếm lên 1. Do
vậy, encoder loại này có tên incremental encoder (encoder tăng lên 1 đơn vị) do đó không
thể cho ta biết chính xác vị trí.


Việc thiết kế encoder tuyệt đối cần quá nhiều vòng lỗ, và dẫn tới giới hạn về kích
thước của encoder, bởi vì việc gia công chính xác các lỗ quá nhỏ là không thể thực hiện
được. Chưa kể rằng việc thiết kế một dãy đèn led và con mắt thu cũng ảnh hưởng rất lớn
đến kích thước giới hạn này nên trong đa số các Motor, incremental optical encoder
được dùng và mô hình động cơ servo trong bài này cũng không ngoại lệ.
Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên đĩa
có các lỗ (rãnh). Người ta dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay, chỗ
không có lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ
chiếu xuyên qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, người ta đặt một con mắt thu. Với các
tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có chiếu
qua lỗ hay không.

Hình 2.16:Optical Encoder
Encoder thường có 3 kênh (3 ngõ ra) bao gồm kênh A, kênh B và kênh I (Index).
Trong hình có một lỗ nhỏ bên phía trong của đĩa quay và một cặp phát-thu dành riêng
cho lỗ nhỏ này. Đó là kênh I của encoder. Cứ mỗi lần motor quay được một vòng, lỗ nhỏ

xuất hiện tại vị trí của cặp phát-thu, hồng ngoại từ nguồn phát sẽ xuyên qua lỗ nhỏ đến
cảm biến quang, một tín hiệu xuất hiện trên cảm biến. Như thế kênh I xuất hiện một
“xung” mỗi vòng quay của motor. Bên ngoài đĩa quay được chia thành các rãnh nhỏ và
một cặp thu-phát khác dành cho các rãnh này. Đây là kênh A của encoder, hoạt động của
kênh A cũng tương tự kênh I, điểm khác nhau là trong 1 vòng quay của motor, có N
“xung” xuất hiện trên kênh A. N là số rãnh trên đĩa và được gọi là độ phân giải
(resolution) của encoder. Mỗi loại encoder có độ phân giải khác nhau, có khi trên mỗi đĩa
chỉ có vài rãnh nhưng cũng có trường hợp đến hàng nghìn rãnh được chia. Để điều khiển
động cơ, bạn phải biết độ phân giải của encoder đang dùng. Độ phân giải ảnh hưởng đến


độ chính xác điều khiển và cả phương pháp điều khiển. Không được vẽ trong hình tuy
nhiên trên các encoder còn có một cặp thu phát khác được đặt trên cùng đường tròn với
kênh A nhưng lệch một chút (lệch M+0,5 rãnh), đây là kênh B của encoder. Tín hiệu
xung từ kênh B có cùng tần số với kênh A nhưng lệch pha 90o. Bằng cách phối hợp kênh
A và B người đọc sẽ biết chiều quay của động cơ.

Hình 2.17:Hai kênh A và B lệch pha trong encoder
Hình trên cùng trong hình 3 thể hiện sự bộ trí của 2 cảm biến kênh A và B lệch
pha nhau. Khi cảm biến A bắt đầu bị che thì cảm biến B hoàn toàn nhận được hồng ngoại
xuyên qua, và ngược lại. Hình thấp là dạng xung ngõ ra trên 2 kênh. Xét trường hợp
motor quay cùng chiều kim đồng hồ, tín hiệu “đi” từ trái sang phải. Lúc này tín hiệu A
chuyển từ mức cao xuống thấp (cạnh xuống) thì kênh B đang ở mức thấp. Ngược lại, nếu
động cơ quay ngược chiều kim đồng hồ, tín hiệu “đi” từ phải qua trái. Lúc này, tại cạnh
xuống của kênh A thì kênh B đang ở mức cao. Như vậy, bằng cách phối hợp 2 kênh A và
B chúng ta không những xác định được góc quay (thông qua số xung) mà còn biết được
chiều quay của động cơ (thông qua mức của kênh B ở cạnh xuống của kênh A.