Luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu phần mềm S7-200 PC Access

Header Page 1Luận
of 133.
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM S7-200 PC ACCESS

TP.HỒ CHÍ MINH 6/2015

Footer Page 1 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 2Luận
of 133.
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU S7-200 PC ACCESS
S7-200 PC ACCESS được dùng trong luận văn này với mục đích kết nối giữa
S7-200 và Wincc, để làm được điều này ta cần tìm hiểu về cách cài đặt và sử dụng của
nó như thế nào .

1. Cài đặc S7-200 PC Access :
Các bước thực hiện:
Trên thanh Taskbar, chọn All Programs > Run.

Hộp thoại Run xuất hiện, chọn nút Browse.

Hộp thoại Browse xuất hiện, chọn đường dẫn đến chương trình cài đặt. Chọn file
Setup, rồi nhấp Open để mở.

Footer Page 2 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 3Luận
of 133.
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

Hộp thoại Run xuất hiện, nhấp OK.

Hộp thoại Choose Setup Language xuất hiện, chọn ngôn ngữ English, rồi nhấp OK.

Vệt sáng xuất hiện lan dần qua phải trên hộp thoại cho biết chương trìng đang cài đặt.

Footer Page 3 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 4Luận
of 133.
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

Hộp thoại InstallShield Wizard xuất hiện, nhấp Next tiếp tục cài đặt.

Hộp thoại kế tiếp xuất hiện, chọn Yes.

Footer Page 4 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 5Luận
of 133.
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

Hộp thoại hiển thị đường dẫn cài đặt chương trình. Nếu muốn thay đổi đường dẫn
chọn nút Browse. Ở đây ta giữ nguyên đường dẫn mặc định, Nhấp Next.

Vệt sáng xuất hiện lan dần từ trái sang phải cho biết quá trình cài đặt đang tiến hành

Bảng SIMATIC Device Drivers Setup xuất hiện.

Sau khi các vệt sáng chạy xong, hộp thoại Set PG/PC Interface xuất hiện, nhấp OK.

Footer Page 5 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH

Header Page 6Luận
of 133.
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

Hộp thoại InstallShield Wizard xuất hiện, nhấp Finish kết thúc quá trình cài đặt.

2. Cách sử dụng S7-200 PC Access :
2.1 Tạo sự kết nối cho một PLC :
Trong S7-200 PC Access với trợ giúp OPC bao gồm 3 biến đối tượng :
- PLC
- Folder ( không cần thiết)
- Item
Khi tạo một dự án mới, việc kết nối PLC phải được làm trước với hai bước sau:
2.1.1. Thiết lập cấu hình giao tiếp :
Khởi động S7-200 PC Access, tù thanh Taskbar chọn Start > Simatic > S7-200 PC
Access.
Mở một dự án mới, chọn File > New, cửa sổ Unititled- S7-200 PC Access xuất
hiện.

Footer Page 6 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 7Luận
of 133.

văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

Nhấp phải vào Microwin chọn PG/PC Interface..

Cửa sổ Set PG/PC Interface xuất hiện .

Nhấp chọn PC/PPI cable(PPI), rồi chọn Properties, xuất hiện hộp thoại Properties –
PC/PPI cable.

Footer Page 7 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 8Luận
of 133.
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

Chọn địa chỉ và tốc độ truyền cho S7-200 PC Access , thông thường để mặc định
như trên, Ở mục Local connection chọn cổng COM cần kết nối với PLC.
Sau đó nhấn Ok để chấp nhận.

2.1.2. Thiết lập cấu hình mới cho một PLC :
Trên cửa sổ làm việc của S7-200 PC Access, nhấp phải Microwin chọn New PLC.

Footer Page 8 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 9Luận
of 133.
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

Cửa sổ PLC Properties xuất hiện, ở mục Name nhập vào tên PLC cần làm việc, ở
đây chọn tên PLC1.

Ở mục Netwok Address cần phải chọn con số phù hợp với địa chỉ cấu hình của
PLC trong dự án Step 7 –Micro/Win, thông thường đối với S7-200 thì mặc định
với số 2.
2.2. Tạo mục Item :
Nhấp phải vào mục PLC1 chọn New, rồi chọn item.

Hộp thoại Item properties xuất hiện, ở mục Name nhập tên theo dự án đã tạo ở S7200, ở mục Address nhập địa chỉ vùng nhớ, ngõ vào ngõ ra phù hợp với dự án mà
ta đã thiết lập trên S7-200, sau đó nhấp ok để chấp nhận. Cụ thể sẽ được trình bày
ở chương 4.

Footer Page 9 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 10
of 133.

Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

Sau khi nhấn Ok ta được kết quả sau, tương tự ta tạo thêm nhiều Item khác.

Sau đó nhấp chuột chọn các item vừa tạo rồi kéo rê thả vào vùng Test Client .

2.3. Chạy thử, kiểm tra :
Nhấp chọn Status > Start test Client.

Nếu thấy ở cột Qualty chuyển từ Bad sang Good là việc kết nối đã thành công.

Footer Page 10 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 11
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 ( SIEMENS)
1 . Giới thiệu tổng quát về họ PLC S7.
 Họ PLC S7 là một họ PLC mạnh, tốc độ xử lý cao, khả năng quản lý bộ nhớ tốt,
kết nối mạng công nghiệp.

 Hiện nay họ PLC S7 gốm có S7-200, S7-300, S7-400.
 Mỗi một thế hệ PLC lại có nhiều chủng loại CPU khác nhau.
 Đối với PLC S7, có thể thực hiện các phép toán lo6gic, đếm, định thời, các thực
toán phức tạp và thực hiện truyền thông với các thiết bị khác.
Một số thông số kỹ thuật của S7-200 CPU22X.

2 . Đặc trưng kỹ thuật của PLC S7-200 CPU 224.
2.1. Địa chỉ các vùng nhớ của S7-200 CPU 224 :











Đầu vào ( Input ) : I0.0→ I0.7; I1.0 → I1.5.
Đầu ra ( Output ) : Q0.0 → Q0.7; Q1.0 → Q1.1.
Bộ đệm ảo đầu vào I0.0 → I15.7 ( 128 đầu vào ).
Bộ đệm ảo đầu ra : Q0.0 → Q15.7 ( 128 đầu ra ).
Đầu vào tương tự : AIW0 → AIW62.
Đầu ra tương tự : AQW0 → AQW62.
Vùng nhớ V : VB0 → VB5119.
Vùng nhớ L ( địa phương ) : LB0 → LB63.
Vùng nhớ M : M0.0 → M31.7.
Vùng nhớ SM: SM0.0→ 549.7.
SM0.0 → SM29.7 ( read – only ).

 Vùng nhớ Timer : T0 → T225.

Footer Page 11 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 12
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp









T.S Nguyễn Việt Anh

Vùng nhớ Counter:C0 → C255.
Vùng nhớ bộ đếm tốc độ cao: HC0 → HC5.
Vùng nhớ trạng thái ( Logic tuần tự ) : S0.0 → S31.7.
Vùng nhớ thanh ghi tổng: AC0 → AC3.
Khả năng quản lý Label: 0 → 255.
Khả năng quản lý chương trình con: 0 → 63.
Khả năng mở rộng chương trình ngắt: 0 → 127.

2.2 Cấu hình vào ra của S7-200 CPU224 AC / DC / RELAY:

 Các module mở rộng của S7-200 CPU224.

Footer Page 12 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 13
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

3. Những khái niệm cơ sở của PLC S7-200 :
3.1 khái niệm vòng quét của PLC :

a) Đọc dữ liệu đầu vào: Đọc các trạng thái vật lý ( Input ) vào bộ đệm ảo ( IR –
Input Register ).

Footer Page 13 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 14
of 133.
Luận

văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

b) Thực thi chương trình: CPU đọc dữ liệu từ IR, thực hiện chương trình phần
mềm, kết quả dược lưu lại ở các vùng nhớ thích hợp và bộ đệm ảo đầu ra ( OR
– Output Register ).
c) Xử lý các yêu cầu truyền thông ( Option ) : nếu có yêu cầu truyền thông xử
lý ngắt.
d) Tự chuẩn đoán lỗi: CPU kiểm tra lỗi của hệ điều hành trong Rom, các vùng
nhớ và các trạng thái làm việc của các module mở rộng.
e) Xuất kết quả ở đầu ra : CPU đọc kết quả từ OR, và xuất kết quả ra các cổng
vật lý.
Một số lưu ý :
 Đầu vào số :
+ Nếu không dùng tính năng I ( Immediately ) thì dữ liệu đầu vào được
cập nhật tại bộ đệm ảo.
+ Nếu dùng tính năng này, chương trình bỏ qua bộ đệm ảo.
 Đầu vào tương tự :
+ Nếu bỏ qua tính năng lọc tương tự, thì chương trình sẽ lấy trực tiếp dữ
liệu tại cổng vật lý.
+ Nếu dùng tính năng này, thì chương trình sẽ đọc các giá trị được lưu lại.
Mô tả vòng quét :
+ Mỗi một vòng quét cơ bản của PLC mất từ 3ms – 10ms, tùy thuộc vào
số lượng cũng như kiểu lệnh viết trong chương trình.

Thay đổi mức logic
đầu vào

1/Thời cập nhật bộ đệmđầuvào.

2/ Thời gian thực thi chương trình.
3/ Thời gian xuất kết quả ra cổng
vật lý.

3

Footer Page 14 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 15
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

3.2 Truy cập dữ liệu tại các vùng nhớ của S7-200 :
3.2.1 Truy cập dữ liệu trực tiếp :
a. Truy cập theo bit :

b. Truy cập theo byte :

c. Truy cập theo Word ( từ ):

Footer Page 15 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH

Header Page 16
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

d. Truy cập theo Double Word ( từ kép ):

3.2.2 Phân chia vùng nhớ trong S7-200 :
a. Vùng đệm ảo đầu vào ( I ; I0.0- I15.7 ):
 CPU sẽ truy cập các đầu vào vật lý tại đầu mỗi chu kỳ quét và ghi dữ liệu vào
bộ đệm ảo.
 Định dạng truy cập :

b. Vùng đệm ảo đầu ra ( Q ; Q0.0-Q15.7 ):
 Cuối mỗi chu kỳ quét, CPU S7-200 sẽ truy cập dữ liệu từ bộ đệm ảo xuất ra
các đầu ra vật lý.
 Định dạng truy cập :

c. Vùng nhớ biến ( V ; VB0-VB5119):
 Vùng nhớ này thường để lưu các kết quả trung gian của chương trình.
 Định dạng truy cập :

d. Vùng nhớ bít ( M ; M0.0-M31.7 ):
 Vùng nhớ này thường để lưu các kết quả trung gian của một thao tác hoặc các
thông tin điều khiển khác.
 Định dạng truy cập :

Footer Page 16 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 17
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

e. Vùng nhớ bộ đếm tốc độ cao ( HC ; HC0-HC5)
 Bộ đếm tốc độ cao hoạt động đọc lập với chu kỳ quét của PLC. Current value là
một giá trị đếm 32 bit có dấu, là giá trị chỉ đọc và được gán địa chỉ dưới dạng
Double Word.
 Định dạng truy cập :

f. Vùng nhớ thời gian ( T ; T0-T255):
 Vùng nhớ này dùng cho các bộ thời gian của S7-200. Đối với một bộ Timer có
hai hình thức truy cập vùng nhớ, truy cập theo Timer bit hoặc Current Value.
 Định dạng truy cập :

 Tùy theo lệnh sử dụng trong chương trình mà cho phép ta truy cập theo Timer
bit hay Current value.
g. Vùng nhớ bộ đếm ( C ; C0-C255 ):
 Vùng nhớ này dùng cho các bộ đếm của S7-200. Đối với một bộ Counter có hai
hình thức truy cập vùng nhớ, truy cập theo Counter bit hoặc Current Value.
 Định dạng truy cập :

 Tùy theo lệnh sử dụng trong chương trình mà cho phép ta truy cập theo Counter
bit hay Current Value.
h. Vùng nhớ thanh ghi tổng ( AC ; AC0-AC3 ):
 Thanh ghi tổng thường được dùng để truyền tham số vào và ra cho các thủ tục,
lưu trữ các kết quả trung gian của một phép tính.
 Định dạng truy cập :

Footer Page 17 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 18
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

m. Vùng nhớ đặc biệt ( SM ) :
 Vùng nhớ này cung cấp các bit truyền thông giữa CPU và chương trình. Các
bit này được dùng để lựa chọn và điều khiển một số chức năng đặc biệt của
CPU S7-200.
 Định dạng truy cập :

n. Vùng nhớ trạng thái điều khiển tuần tự ( S ) :
 Vùng nhớ này được dùng khi cần lập chương trình theo logic điều khiển tuần
tự.
 Định dạng truy cập :

k. Vùng nhớ đầu vào tương tự ( AL ):
 S7-200 chuyển một giá trị tương tự thành một giá trị số có độ lớn 16 bit. Do độ
lớn dữ liệu truy cập là một từ, mặt khác khi truy cập đầu vào tương tự luon sử
dụng định dạng theo từ, do vậy địa chỉ byte cao luôn là số chẳn. Ví dụ
ALW0,ALW2, ALW4. Giá trị đầu vào analog dưới dạng chỉ đọc.
 Định dạng truy cập :

Footer Page 18 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 19
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

l. Vùng nhớ đầu ra tương tự ( AQ ):
 S7-200 chuyển một giá trị số có độ lớn 16 bít thành một giá trị tương tự dưới
dạng dòng điện hoặc điện áp tỷ lệ với giá trị số đó. Do độ lớn dữ liệu chuyển
đỏi là một từ, nên địa chỉ byte cao luôn là số chẵn. Ví dụ AQW0, AQW2,
AQW4. Giá trị đầu ra analog dưới dạng chỉ ghi.
 Định dạng truy cập:

3.2.3 Truy cập dữ liệu gián tiếp thông qua con trỏ:
a. Con trỏ ( Pointer ) : là một ô nhớ có kích thước một từ kép ( double word ) chứa
địa chỉ của một ô nhớ khác. Khi ta truy cập vào ô nhớ của con trỏ có nghĩa ta đang
đọc địa chỉ của ô nhớ mong muốn.

 Có 3 vùng nhớ trong S7-200 cho phép dùng làm con trỏ : V, L, AC1, AC2,
AC3.
 S7-200 cho phép dùng con trỏ để truy cập các địa chỉ nhớ sau: I, Q, V, M, S, T (
current value ) , C ( current value ).
 S7-200 không cho phép dùng con trỏ để truy cập các địa chỉ nhớ AL, AQ, HC,
SM, L và địa chỉ dưới dạng bit.
 Khi sử dụng cách truy cập dữ liệu thông qua con trỏ, trong S7-200 sử dụng 2 ký
tự & và *.
+ Ký tự &: Dùng để khởi tạo con trỏ.
- Ví dụ : MOVD & VB200, AC1.
- Chuyển địa chỉ VB200 ( không chuyển nội dung ) vào thanh ghi AC1.
Thanh ghi AC1 trở thành con trỏ.
+ Ký tự * : Dùng để truy cập nội dung ô nhớ có địa chỉ chứa trong con trỏ.
- Ví dụ : MOVB *AC1, VB200.
- Chuyển nội dung ô nhớ có địa chỉ lưu trong con trỏ AC1 vào ô nhớ có
địa chỉ VB200.
Ví dụ :

Footer Page 19 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 20
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

Để truy cập nội dung ô nhớ VW202 :

b. Lưu ý : Để thay đổi nội dung con trỏ :
 Sử dụng lệnh tăng +D ( Tăng từ kép, do con trỏ là một thanh ghi 32 bit).
 Nếu truy cập theo byte : Tăng nội dung con trỏ lên 1.
 Nếu truy cập theo word : Tăng nội dung con trỏ lên 2.
 Nếu truy cập theo double word: Tăng nội dung con trỏ lên 4.

4. Lựa chọn ngôn ngữ lập trình :
Trong S7-200 cho phép lựa chọn 3 ngôn ngữ lập trình :
 Ngôn ngữ LADDER ( LAD ).
 Ngôn ngữ STL.
 Ngôn ngữ FBD.
Ba ngôn ngữ này về mặt hình thức có thể chuyển đổi lẫn cho nhau. Việc lựa
chọn ngôn ngữ lập trình là tùy theo thói quen, sở thích cũng như kinh nghiệm của
người sử dụng.
4.1 Ngôn ngữ LADDER :
 Là ngôn ngữ lập trình đồ họa dựa trên cơ sở sơ đồ trang bị điện, việc kết nối lập
trình đồ họa giống với việc thiết lập các sơ đồ relay- contactor. Một chương

Footer Page 20 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 21
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

trình nguồn viết bằng LAD được tổ chức thành các network, mỗi network thực
hiện một công việc nhỏ.
 S7-200 đọc chương trình từ trên xuống dưới, từ trái qua phải, sau đó lập lại ở
vòng quét tiếp theo.
Ví dụ ngôn ngữ LADDER:

4.2 Ngôn ngữ STL :
 Là ngôn ngữ lập trình dưới dạng Text gần giống với lập trình hợp ngữ trong vi
điều khiển và vi xử lý, là một ngôn ngữ mạnh cho phép tạo ra một chương trình
mà LAD và FBD rất khó tạo ra. Một chương trình viết dưới dạng STL được tổ
chức thành các network, mỗi network thực hiện một công việc nhỏ.
 S7-200 đọc chương trình từ trên xuống dưới, sau đó lập lại ở vòng quét tiếp
theo.

Ví dụ ngôn ngữ STL:

Footer Page 21 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 22
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

4.3 Ngôn ngữ FBD :
 Là ngôn ngữ lập trình đồ họa dựa trên cơ sở kết nối các khối hàm, sử dụng các
ký hiệu logic giống với đại số boolean. Các hàm toán học phức tạp cũng được
thể hiện dưới dạng khối với các đầu vào đầu ra thích hợp.
 S7-200 đọc chương trình từ trên xuống dưới, từ trái qua phải, sau đó lập lại ở
vòng quét tiếp theo.
Ví dụ ngôn ngữ FBD :

Footer Page 22 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 23
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

CHƯƠNG 3 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ WINCC
1. HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT WINCC 6.0 SP2:
Cũng như các chương trình ứng dụng chạy trên nền Windows khác, trước khi thực
hành cần cài đặt chương trình vào máy. Để cài đặt WinCC V6.0 trên máy tính, yêu cầu
cấu hình phần cứng phù hợp các yếu tố như sau:

TỐI THIỂU
CPU

Client:Intel Pentium II, 300MHz

Server:Intel Pentium III, 800 MHz
Central Archive Server: Intel Pentium 4, 2 GHz

Khu vực làm việc dự trữ

Client: 256 Mbyte
Server: 512 Mbyte
Central Archive Server: 1 GByte

Khoảng trống bộ nhớ
trên đĩa

Client: 500 Mbyte / Server: 700 MByte

Graphics card

16 MByte

Màu sắc

256

Footer Page 23 of 133.

Client: 1 GByte / Server: 1.5 GByte / Central Archive
Server: 40 GByte

GVHD : PGS.TS CAO MINH

Header Page 24
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

Độ phân giải màn hình

T.S Nguyễn Việt Anh
800 * 600

ĐỀ NGHỊ
CPU

Client: Intel Pentium III, 800 MHz
Server: Intel Pentium 4, 1400 MHz
Central Archive Server: Intel Pentium 4, 2.5 GHz

Khu vực làm việc dự Client: 512 Mbyte
trữ
Server: 1Gbyte (1024MByte)
Central Archive Server: >= 1 GByte
Khoảng trống bộ nhớ Client: 700 Mbyte / Server: 1 GByte
trên đĩa
Client: 1,5 GByte / Server: 10 GByte / Central Archive
Server: 80 GByte
Graphics card

32 MByte

Màu sắc

True Color

Độ phân giải màn hình

1024 * 768

Khi cài đặt chương trình WinCC V6.0, cần tối thiểu khoảng trống bộ nhớ trên hệ thống
là 100 Mbyte.
YÊU CẦU PHẦN MỀM

Footer Page 24 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH


Header Page 25
of 133.
Luận
văn tốt nghiệp

T.S Nguyễn Việt Anh

WinCC V6.0 SP2 chạy được trên cả 2 hệ điều hành Windows XP Professional,
Windows 2000. Ngoài ra, WinCC V6.0 còn chạy trên hệ điều hành Windows Server
2003.
Hệ điều Cấu hình
hành

Chú ý

Windows Windows XP Professional Service Internet Explorer V6.0 Service Pack
XP
Pack 1
1 tự động cài đặt trong quá trình cài
Windows XP SP1.
Windows Windows
2000
2000
Service Pack 3 or 4

Professional Windows 2000 Professional SP4 yêu
cầu
phần
Microsoft
Hotfix
KB828748. Phần này có sẵn trong
“MS Tools" CD.

CÀI ĐẶT WINCC V6.0 SP2
Sau khi cài đặt phần SQL Server 2000, bước tiếp theo cho đĩa CD chương trình
WinCC 6.0 vào ổ đĩa CD-ROM. Nếu không chạy được file AUTORUN, thực hiện các
bước sau:
Trên thanh Taskbar, nhấp chọn Start > Run….

Hộp thoại Run xuất hiện, nhấp nút Browse mở file chạy chương trình.

Footer Page 25 of 133.

GVHD : PGS.TS CAO MINH