xây dựng mô hình thực tế trên hệ thống, tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách đấu nối và cài đặt của Loadcell, PLC, màn hình HMI sử dụng trong mô hình

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, không sao
chép từ bất cứ tài liệu nào.
Các số liệu, kết quả trong bản đồ án này là trung thực và chƣa từng đƣợc
công bố trong bất cứ công trình nào khác.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hữu Đức


LỜI CÁM ƠN
Sau quá trình học tập và rèn luyện tại trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt
Nam. Đƣợc sự giúp đỡ của các thầy cô trong Khoa Điện – Điện Tử và đặc biệt
là các thầy cô trong bộ môn Điện – Tự Động Công Nghiệp em đã hoàn thành
xong đồ án này đúng tiến độ.
Đƣợc sự phân công của bộ môn em đƣợc nhận đề tài “Xây dựng mô hình
hiển thị giá trị đo từ Loadcell về PLC qua màn hình KTP 600” với sự hƣớng dẫn
của thầy giáo ThS. Trần Tiến Lƣơng.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS.Trần Tiến Lƣơng, đã hƣớng dẫn
và chỉ bảo tận tình trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài, với kinh
nghiệm giảng dạy lâu năm cùng kiến thức chuyên sâu về lĩnh vực PLC thầy đã
giúp em hoàn thành đƣợc những mục tiêu cơ bản mà đề tài đặt ra. Bên cạnh đó
em xin cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn và bộ môn Điện tự
động công nghiệp đã hỗ trợ trang thiết bị vật tƣ để tạo điều kiện giúp đỡ chúng
em hoàn thành mô hình và bản đồ án này.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ i
1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................. i
2. Mục đích của đề tài ......................................................................................... i

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu................................................................... i
4. Phƣơng pháp nghiên cứu khoa học ................................................................. i
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ............................................................................ i
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ TRONG MÔ HÌNH ....................... 1
1.1. Giới thiệu về bộ điều khiển logic khả trình PLC S7-1200 ......................... 1
1.1.1. Khái quát chung .................................................................................. 1
1.1.2. CPU S7-1200 ...................................................................................... 1
1.1.3. Module mở rộng PLC S7-1200 ........................................................... 4
1.1.4. Cổng PROFINET ................................................................................ 5
1.1.5. Lƣu trữ dữ liệu, các vùng nhớ và việc ghi địa chỉ .............................. 7
1.1.6. Vòng quét chƣơng trình .................................................................... 10
1.2. GIỚI THIỆU VỀ MÀN HÌNH KTP 600 ..... Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Khái quát về sản phẩm ...................... Error! Bookmark not defined.
1.2.2. Thiết kế cơ bản của KTP600 PN basicError!
defined.

Bookmark

not

1.2.3. Bật tắt thiết bị KTP 600 .................... Error! Bookmark not defined.
1.2.4. Nhập dữ liệu ...................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.5. Cấu hình thiết bị KTP 600 ................ Error! Bookmark not defined.
1.2.6. Thay đổi cấu hình mạng .................................................................... 17
1.2.7. Giao tiếp của KTP 600 ...................................................................... 18
CHƢƠNG 2. GIAO TIẾP TRONG PLC S7-1200 VÀ MÀN HÌNH KTP 600
............................................................................. Error! Bookmark not defined.
2.1. Giới thiệu phần mềm TIA Portal .............. Error! Bookmark not defined.
2.1.1. Khái quát phần mềm ......................... Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Làm việc với phần mềm TIA Portal V13Error!

defined.

Bookmark

not


2.2. Giao tiếp giữa PLC S7 1200 với PC ......... Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Thành lập kết nối truyền thông phần cứngError!
defined.

Bookmark

not

2.2.2. Cấu hình cho thiết bị ......................... Error! Bookmark not defined.
2.3. Giao tiếp giữa KTP 600 với PC ................................................................ 26
2.3.1. Thiết lập dự án .................................................................................. 27
2.3.2. Thành lập kết nối truyền thông phần cứngError!
defined.

Bookmark

not

2.3.3. Cấu hình cho thiết bị ......................... Error! Bookmark not defined.
2.4. Giao tiếp giữa PLC S7-1200 với màn hình KTP 600 .... Error! Bookmark
not defined.
2.4.1. Các bƣớc cần thiết trong việc cấu hình truyền thông giữa một HMI
và một CPU ......................................................... Error! Bookmark not defined.

2.4.2. Cấu hình các kết nối mạng logic giữa một HMI và một CPU ... Error!
Bookmark not defined.
CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐO KHỐI LƢỢNG .......... 35
3.1. Thực hiện bài toán ..................................................................................... 35
3.1.1. Xây dựng bài toán cụ thể .................................................................. 35
3.1.2. Giải pháp thực hiện ........................................................................... 35
3.2. Các thiết bị trong mô hình......................................................................... 36
3.2.1. Loadcell ............................................................................................. 36
3.2.2. Bộ chuyển đổi tín hiệu DRAGO DS7500 ......................................... 37
3.2.3. Màn hình HMI KTP 600 ................... Error! Bookmark not defined.
3.3. Thiết kế xây dựng điều khiển và giám sát mô hình .................................. 41
3.3.1. Sơ đồ mạch điều khiển ...................................................................... 41
3.3.2. Sơ đồ tuật toán................................................................................... 43
3.3.3. Chƣơng trình điều khiển ................................................................... 43
3.4. Kết quả ...................................................................................................... 45
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 49


MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI
Kí hiệu

Giải thích

I/O

Input/Output – Đầu vào/đầu ra

CPU

Central Processing Unit – Bộ xử lí trung tâm

PLC

Programmable Logic Controller – Thiết bị điều khiển
logic khả trình

CM

Communication Module – Module truyền thông

SB

Signal Board – Bảng tín hiệu

SM

Signal Module – Module tín hiệu

TCP

Transport Control Protocol – Giao thức điều khiển vận
chuyển

HMI

Human Machine Interface – Thiết bị giao tiếp giữa
ngƣời điều hành và máy móc thiết bị

DB

Data Block – Khối dữ liệu

PC

Personal Computer – Máy tính cá nhân

MAC

Media Address Control – Địa chỉ điều khiển phƣơng tiện
truyền thông

TIA

Total Intergrated Automation – Phần mềm mô phỏng tự
động

IP

Internet Protocol – Địa chỉ của một máy tính hay thiết bị
lập trình

ADC

Analog-to-digital converter – Mạch chuyển đổi tƣơng tự
ra số


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng

Tên bảng

Trang

1.1

Chức năng của các loại CPU S7-1200

2, 3, 4

1.2

Các đặc tính của module mở rộng

4, 5

1.3

Các vùng nhớ của CPU S7-1200

8, 9

1.4

Chức năng các phím trên màn hình

15

1.5

Chức năng của các thuộc tính trong Control Panel

16, 17

3.1

Quy luật chọn đầu vào

38

3.2

Quy luật chọn đầu ra

39


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số hình

Tên hình vẽ

Trang

1.1

CPU S7-1200

2

1.2

Các loại module mở rộng của PLC S&-1200

5

1.3

Kết nối trực tiếp: Thiết bị lập trình đƣợc kết nối CPU

6

vẽ

S71200
1.4

Kết nối trực tiếp: HMI đƣợc kết nối đến CPU S7-1200

6

1.5

Kết nối trực tiếp: Một CPU S7-1200 đƣợc kết nối đến

6

một CPU S7-1200 khác
1.6

Kết nối mạng: Có nhiều hơn 2 thiết bị đƣợc kết nối với

7

nhau, bằng cách sử dụng một bộ chuyển mạch Ethernet
CSM1277
1.7

Cách ghi địa chỉ

9

1.8

Vòng quét chƣơng trình

10

1.9

Màn hình KTP600 PN basic

12

1.10

Cấu tạo màn hình KTP600

13

1.11

Cấp nguồn 24V cho thiết bị KTP600

14

1.12

Giao diện khởi động KTP600

14

1.13

Bảng bàn phím chữ và số

15

1.14

Các thuộc tính trong Control Panel

16

1.15

Thiết lập địa chỉ IP cho KTP 600

17

1.16

Kết nối PC thông qua cổng PROFINET (LAN)

18

1.17

Kết nối KTP với PLC thông qua cổng PROFINET

19

(LAN)
2.1

Biểu tƣợng TIA Portal V13

21

2.2

Tạo một dự án trong TIA Portal V13

22

2.3

Ghi tên dự án

22


2.4

Chọn cấu hình thiết bị

23

2.5

Chọn Add new device

23

2.6

Chọn loại CPU trong PLC

24

2.7

Project mới đƣợc hiện ra

24

2.8

Cổng PROFINET

25

2.9

Chọn loại KTP

27

2.10

Bảng cấu hình KTP 600

28

2.11

CPU kết nối voiwsKTP 600

28

2.12

Giao diện màn hình KTP 600

29

2.13

Thanh công cụ Toolbox

29

2.14

Chọn cổng PROFINET của KTP 600

30

2.15

Cấu hình địa chỉ IP

31

2.16

Giao diện điều khiển giám sát dự án

31

2.17

PLC kết nối với KTP 600

32

2.18

Các thiết bị dùng để kết nối

33

2.19

Lựa chọn cổng trên một thiết bị và kéo kết nối đến cổng

34

trên thiết bị thứ hai
2.20

Thả chuột để tạo ra kết nối mạng

34

3.1

Mô hình đo khối lƣợng

35

3.2

Loadcell NS1-3M2

36

3.3

Bộ chuyển đổi tín hiệu DRAGO DS75000

37

3.4

Sơ đồ nối day bộ chuyển đổi DS 7500

39

3.5

Bảng quy luật chọn chế độ và các Switch chọn chế độ

40

3.6

Màn hình KTP 600

41

3.7

Mạch điều khiển

42

3.8

Sơ đồ thuật toán

43

3.9

Chƣơng trình điều khiển

44

3.10

Giá trị đọc đƣợc từ PLC cho các đầu vào tƣơng tự

44


3.11

Bảng PLC tags

45

3.12

Giao diện xây dựng trên chƣơng trình

45

3.13

Bảng đặc tính thông số của hộp I/O filed

46

3.14

Kết quả hiển thị trên màn hình

47


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, nền công nghiệp đang phát triển theo hƣớng công nghiệp hóa
hiện đại hóa. Các thiết bị đo lƣờng đƣợc sử dụng phổ biến và rộng rãi trong công
nghiệp. Vậy nên việc ứng dựng mô hình đo khối lƣợng vào thực tế sản xuất là
cần thiết.
2. Mục đích của đề tài
Xuất phát từ tính cấp thiết của đề tài, em đã tiến hành xây dựng mô hình
đo khối lƣợng. Sử dụng Loadcell đƣa tín hiệu về PLC xử lý và hiển thị lên màn
hình HMI.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài tiến hành xây dựng mô hình thực tế trên hệ thống, tìm hiểu cấu tạo,
nguyên lý hoạt động, cách đấu nối và cài đặt của Loadcell, PLC, màn hình HMI
sử dụng trong mô hình.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu khoa học
Trong quá trình nghiên cứu nhóm đã tiến hành thu thập tài liệu về các loại
Loadcell, bộ chuyển đổi, PLC và màn hình KTP 600. Phân tích các tài liệu thu
đƣợc, tổng hợp các đặc điểm chính cần thiết cho đề tài. Từ các đặc điểm đã tổng

hợp đƣợc ta tiến hành thiết kế, xây dựng mô hình đo khối lƣợng. Chạy thử mô
hình vật lý đã xây dựng, tiến hành hiệu chỉnh để đạt đƣợc kết quả tốt nhất.
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Việc xây dựng mô hình vật lý, cài đặt và đấu nối giữa PLC với Loadcell
và màn hình KTP 600 trong mô hình giúp em có đƣợc những kiến thức quý báu
về hệ thống điều khiển dùng PLC trong công nghiệp nói chung cũng nhƣ cách
vận hành và cài đặt chƣơng trình PLC nói riêng. Đó là những kiến thức vô cùng
bổ ích cho em sau khi ra trƣờng và đi làm.

i


CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ TRONG MÔ HÌNH
1.1. Giới thiệu về bộ điều khiển logic khả trình PLC S7-1200
1.1.1. Khái quát chung
“Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt và
sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển
tự động. Sự kết hợp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh
mẽ đã khiến cho S7-1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều
khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác nhau.
Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, các mạch ngõ vào và
mạch ngõ ra trong một kết cấu thu gọn, CPU trong S7-1200 đã tạo ra một PLC
mạnh mẽ. Sau khi ngƣời dùng tải xuống một chƣơng trình, CPU sẽ chứa mạch
logic đƣợc yêu cầu để giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng.
CPU giám sát các ngõ vào và làm thay đổi ngõ ra theo logic của chƣơng trình
ngƣời dùng, có thể bao gồm các hoạt động nhƣ logic Boolean, việc đếm, định
thì, các phép toán phức hợp và việctruyền thông với các thiết bị thông minh
khác.”[5]
“Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến cả CPU và
chƣơng trình điều khiển:

 Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép ngƣời dùng
cấu hình việc truy xuất đến các chức năng của CPU.
 Ngƣời dùng có thể sử dụng chức năng “know-how protection” để ẩn mã
nằm trong một khối xác định.
CPU cung cấp một cổng PROFINET để giao tiếpqua một mạng
PROFINET. Ngoài ra có thể dùng các module truyền thông dành cho việc giao
tiếp qua các mạng RS232 hay RS485.”[5]
1.1.2. CPU S7-1200
“Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh,
bộ nhớ chƣơng trình khác nhau….
1


S7-1200 có 3 dòng là CPU 1211C, CPU 1212C và 1214C.

Hình 1.1. CPU S7-1200
(1): Bộ phận kết nối nguồn.
(2): Bộ phận kết nối dây dẫn vào ra cho ngƣời dùng.
(3): Các led trạng thái I/O.
(4): Cổng PROFINET.
Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung
lƣợng giúp cho ngƣời dùng tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng
khác nhau.”[9]
Bảng 1.1. Chức năng của các loại CPU S7-1200
Chức năng
Kích thƣớc vật lý

CPU 1211C

CPU1212C

CPU 1214C

90 x100 x 75

110 x 100 x 75

 Bộ nhớ làm việc

 25 KB

 50 KB

 Bộ nhớ nạp

 1 MB

 2 MB

 Bộ nhớ dữ lại

 2 KB

 2 KB

Bộ nhớ ngƣời dùng

2

I/O tích hợp cục bộ

 6 ngõ vào / 4  8 ngõ vào /6  14 ngõ vào

 Kiểu số
 Kiểu tƣơng tự
Kích thƣớc ảnh tiến
trình
Bộ nhớ bit (M)
Độ

mở

rộng

các

Bảng tín hiệu
module

ngõ ra

 2 ngõ ra

 2 ngõ ra

/10 ngõ ra
 2 ngõ ra

1024 byte ngõ vào (I) và 1024 byte ngõ ra (Q)

4096 byte

module tín hiệu

Các

ngõ ra

8192 byte

Không

2

8

1
truyền

thông

3 ( mở rộng về bên trái)

Các bộ đếm tốc độcao

3

 Đơn pha

 3 tại 100  3 tại 100 kHz

4

1 tại 30 kHz

kHz
 Vuông pha

 3 tại 80kHz  3 tại 80 kHz
1 tại 20 kHz

Các ngõ ra xung

2

Thẻ nhớ

Thẻ nhớ SIMATIC ( tùy chọn)

6
 3 tại 100 kHz
3 tại 30 kHz
 3 tại 80 kHz
3 tại 20 kHz

Thời gian lƣu giữ đồng Thông thƣờng 10 ngày / ít nhất 6 ngày tại 40C
hồ thời gian thực
PROFINET

1 cổng truyền thông Ethernet

Tốc độ thực thi tính 18 µs/lệch
toán thực
3


Tốc

độ

thi 0,1 µs/lệch

thực

Boolean
1.1.3. Module mở rộng PLC S7-1200
“PLC S7-1200 có thể mở rộng các module tín hiệu và các module gắn
ngoài để mở rộng chức năng của CPU. Ngoài ra,có thể cài đặt thêm các module
truyền thông để hỗ trợ giao thức truyền thông khác.
Khả năng mở rộng của từng loại CPU tùy thuộc vào các đặc tính, thông số
và quy định của nhà sản xuất.
S7-1200 có các loại module mở rộng sau:
- Communication module (CM).
- Signal board (SB).
- Signal Module (SM).”[9]
Bảng 1.2. Các đặc tính của module mở rộng
Module

Chỉ ngõ vào

Chỉ ngõ ra

Kết hợp In/Out
8 x DC In / 8 x

8 x DC In
8 x DC Out

DC Out

8 x Relay Out 8 x DC In / 8 x
relay Out
Kiểu số
16 x DC In / 16
Module

tín
16 x DC In

hiệu (SM)

16 x DC Out

x DC Out

16 x
Out

16 x DC In / 16

relay

x Relay Out

Kiểu tƣơng tự

4 x Analog In 2 x Analog In 4 x Analog In /
8 x Analog In 4 x Analog In 2 x Analog Out

4


Bảng tín hiệu Kiểu số
(SB)

Kiểu tƣơng tự

2 x DC In / 2 x
_

_

_

1 x Analog In _

DC Out

Module truyền thông (CM)
 RS485

 RS232

Hình 1.2. Các loại mô đun mở rộng của PLC S7-1200
1.1.4. Cổng PROFINET
“CPU S7-1200 có một cổng PROFINET đƣợc tích hợp, hỗ trợ cả tiêuchuẩn
truyền thông Ethernet và dựa trên TCP/IP. Các giao thức ứng dụng sau đây đƣợc
hỗtrợ bởi CPU S7-1200:
-Giao thức điều khiển vận chuyển (Transport Control Protocol – TCP).
- ISO trên TCP (RFC 1006).
CPU S7-1200 có thể giao tiếp với các CPU S7-1200 khác, với thiết bị lập
trình STEP 7 Basic, với các thiết bị HMI, và với các thiết bị không phải của
5


Siemens bằng cách sử dụng các giao thức truyền thông TCP tiêu chuẩn. Có hai
cách để giao tiếp sử dụng PROFINET:
-Kết nối trực tiếp: sử dụng kết nối trực tiếp khi ta đang sử dụng một thiết bị
lập trình, HMI hay một CPU khác đƣợc kết nối đến một CPU riêng lẻ.
- Kết nối mạng: sử dụng các truyền thông mạng khi ta đang kết nối với hơn
hai thiết bị (ví dụ các CPU, HMI, các thiết bị lập trình, và các thiết bị không
phải của Siemens).”[7]

Hình 1.3. Kết nối trực tiếp: Thiết bị lập trình đƣợckết nối CPU S7 1200

Hình 1.4. Kết nối trực tiếp: HMI đƣợc kết nối đến CPU S7-1200

Hình 1.5. Kết nối trực tiếp: Một CPU S7-1200 đƣợc kết nối đến một CPU S71200khác
6

Hinh 1.6. Kết nối mạng: có nhiều hơn 2 thiết bị đƣợc kết nối với nhau, bằng
cách sử dụng một bộ chuyển mạch EthernetCSM1277
Một bộ chuyển mạch Ethernet là không cần thiết đối với một kết nối
trựctiếp giữa một thiết bị lập trình hay HMI với một CPU. Bộ chuyển
mạchEthernet chỉ đƣợc yêu cầu cho một mạng với nhiều hơn 2 CPU hay các
thiết bị HMI. Bộ chuyển mạch Ethernet 4 cổng CSM1277 của Siemens có thể
đƣợc dùng để kết nối các CPU và các thiết bị HMI. Cổng PROFINET trên CPU
S7-1200 không chứa một thiết bị chuyển mạch Ethernet.
*Số lƣợng tối đa các kết nối đối với cổng PROFINET
Cổng PROFINET trên CPU hỗ trợ các kết nối truyền thông đồng thời sau:
 3 kết nối đối với truyền thông HMI đến CPU.
 1 kết nối đối với truyền thông thiết bị lập trình (PG) đến CPU.
 8 kết nối đối với truyền thông chƣơng trình S7-1200 bằng cách sử
dụng các lệnh khối T (TSEND_C, TRCV_C, TCON, TDISCON,
TSEN, TRCV).
 3 kết nối đối với một CPU S7-1200 thụ động giao tiếp với một CPU
S7 tích cực.
1.1.5. Lƣu trữ dữ liệu, các vùng nhớ và việc ghi địa chỉ
“CPU cung cấp một số các tùy chọn dành cho việc lƣu trữ dữ liệu trong
suốt sựthực thi chƣơng trình ngƣời dùng:
7


- Global memory (bộ nhớ toàn cục): CPU cung cấp nhiều vùng nhớ chuyên
môn hóa, bao gồm các ngõ vào (I), các ngõ ra (Q) và bộ nhớ bit (M). Bộ nhớ
này là có thể truy xuất bởi tất cả các khối mã mà không có sự hạn chế nào.
- Data block (DB – khối dữ liệu): ta có thể bao gồm các DB trong chƣơng
trình ngƣời dùng để lƣu trữ dữ liệu cho các khối mã. Dữ liệu đƣợc lƣu trữ vẫn
duy trìkhi sự thực thi của một khối mã có liên quan dần kết thúc.
- Temp memory(bộ nhớ tạm thời): khi một khối mã đƣợc gọi, hệ điều hành

của CPU phân bổ bộ nhớ tạm thời hay cục bộ (L) để sử dụng trong suốt sự thực
thi của khối. Khi sự thực thi của khối hoàn thành, CPU sẽ phân bổ lại bộ nhớ
cục bộ dành cho việc thực thi các khối mã khác.
Mỗi vị trí bộ nhớ khác nhau có một địa chỉ đơn nhất. Chƣơng trình
ngƣờidùng sử dụng các địa chỉ này để truy xuất thông tin trong vị trí bộ nhớ.”[9]
Bảng 1.3. Các vùng nhớ của CPU S7 1200
Vùng nhớ
I

Miêu tả
Đƣợc sao chép từ các ngõ vào vật lý tại

Ngõ vào ảnh tiến điểm bắt đầu của chu trình quét
trình
I_:P
Ngõ vào vật lý
Q
Ngõ ra ảnh tiến
trình
Q_:P
Ngõ ra vật lý
M
Bộ nhớ bit

Việc đọc ngay lập tức của các điểm ngõ
vào trên CPU, SB, SM
Đƣợc sao chép từ các ngõ ra vật lý tại
điểm bắt đầu của chu trình quét
Việc nghi ngay lập tứ của các điểm ngõ
vào trên CPU, SB, SM

Bộ nhớ dữ liệu và điều khiển

8

Ép

Lƣu

buộc

trữ

không không

Có

Không

không không

Có

Không

không có


L

Dữ liệu tạm thời cho một khối, một bộ

Bộ nhớ tạm thời

phận của khối đó

DB

Bộ nhớ dữ liệu và còn là bộ nhớ thông số

Khối dữ liệu

dành cho các FB

Không không

không Có

Mỗi vùng nhớ khác nhau có một địa chỉ đơn nhất. Chƣơng trình ngƣời
dùng sử dụng các địa chỉ này để truy xuất thông tin trong vị trí bộ nhớ. Hình
dƣới đây thể hiện cách thức truy xuất một bit (còn đƣợc gọi là ghi địa chỉ
“byte.bit”). Trong ví dụ này, vùng bộ nhớ và địa chỉ byte (M = bộ nhớ bit và
2 = byte 2) đƣợc theo sau bởi một dấu chấm (“.”) để ngăn cách địa chỉ bit (bit
4).
A: Bộ định danh vùng nhớ.
B: Địa chỉ byte: byte 2.
C: Dấu ngăn cách.
D: Vị trí bit của byte (bit 4 trong số 8 bit).
E: Các byte của vùng nhớ.
F: Các bit của byte đƣợc chọn.

M 2 . 4
A B C D
0
1
2
3 E
4
5
7 6 5 4 3 2 1
F

0

Hình 1.7. Cách ghi địa chỉ
9


Ta có thể truy xuất dữ liệu trong hầu hết các vùng bộ nhớ (I, Q, M, DB và
L)gồm các kiểu Byte, Word, hay Double Word bằng cách sử dụng định dạng
“byte address”. Để truy xuất một dữ liệu Byte, Word, hay Double Word trong
bộ nhớ, ta phải xác định địa chỉ theo cách giống nhƣ xác định địa chỉ cho một
bit. Điều này bao gồm một bộ định danh vùng, ký hiệu kích thƣớc dữ liệu, và địa
chỉ byte bắt đầu của giá trị Byte, Word, hay Double Word. Các ký hiệu kích
thƣớc là B (Byte), W (Word) và D (Double Word), ví dụ IB0, MW20 hay QD8.
Các tham chiếu nhƣ là I0.3 và Q1.7 sẽ truy xuất ảnh tiến trình. Để truy xuất ngõ
vào hay ngõ ra vật lý, ta cộng thêm tham chiếu với ký tự “:P” (nhƣ là I0.3:P,
Q1.7:P hay “Stop:P”).
1.1.6. Vòng quét chƣơng trình

Hình 1.8. Vòng quét chƣơng trình

- “Mỗi chu kỳ quét bắt đầu bằng việc tìm kiếm các giá trị hiện thời của các
ngõ ra kiểu số hay kiểu tƣơng tự từ ảnh tiến trình và sau đó ghi chúng đến các
ngõ ra vật lý của CPU, các module SB và SM đƣợc cấu hình cho việc cập nhật
I/O tựđộng (cấu hình mặc định). Khi một ngõ ra vật lý đƣợc truy xuất bởi một
lệnh, cả ảnh tiến trình ngõ ra và bản thân ngõ ra vật lý đều đƣợc cập nhật.
10


- Chu kỳ quét tiếp tục bằng việc đọc các giá trị hiện thời của các ngõ vào
kiểu sốhay kiểu tƣơng tự từ CPU, các module SB, SM đƣợc cấu hình cho việc
cập nhật I/O tự động (cấu hình mặc định), và sau đó ghi các giá trị này đến ảnh
tiến trình. Khi một ngõ vào vật lý đƣợc truy xuất bởimộtlệnh, giá trị của ngõ vào
vật lý đƣợc truy xuất, nhƣng ảnh tiến trình ngõ vào không đƣợc cập nhật.
- Sau khi đọc các ngõ vào, chƣơng trình ngƣời dùng đƣợc thực thi từ lệnh
đầu tiên cho đến lệnh cuối cùng. Điều này bao gồm tất cả các OB chu kỳ
chƣơng trình cộng với tất cả các FC và FB có liên quan của chúng. Các OB chu
kỳchƣơng tình đƣợc thực thi theo trật tự của số hiệu OB, trong đó số hiệu OB
thấp nhất đƣợc thực thi trƣớc tiên.
- Việc xử lý các truyền thôngxuất hiện một cách định kỳ trongsuốt quátrình
quét, có thể ngắt sự thực thi chƣơng trình ngƣời dùng.Các kiểm tra tự chẩn đoán
gồm cả các kiểm tra định kỳ của hệ thống và các kiểm tra trạng thái module I/O.
Các ngắt có thể xuất hiện trong suốt bất kỳ phần nào của chu kỳ quét, và
đƣợc điều khiển theo sự kiện. Khi một sự kiện xuất hiện, CPU ngắt chu kỳ quét
và gọi OB đã đƣợc cấu hình để thực thi sự kiện đó. Sau khi OB hoàn thành việc
thực thi sự kiện, CPU khôi phục lại sự thực thi của chƣơng trình ngƣời dùng tại
điểm ngắt”.[9]
1.2. GIỚI THIỆU VỀ MÀN HÌNH KTP 600
1.2.1. Khái quát về sản phẩm
“KTP 600 là mộtHMI (Human-Machine-Interface), có nghĩa là thiết bị giao
tiếp giữa ngƣời điều hành thiết kế với máy móc thiết bị. Khi các quá trình ở sàn

nhà máy đƣợc tự động hóa nhiều hơn, ngƣời điều khiển cần có thêm nhiều thông
tin về quá trình, và yêu cầu về hiển thị và điều khiển nội bộ trở nên phức tạp
hơn. Một trong những đặc điểm tiến bộ trong sản phẩm này là hiển thị dạng cảm
ứng. Điều này giúp cho ngƣời điều khiển chỉ cần đơn giản ấn các “nút ảo” trên
thiết bị để thực hiện hoạt động hay nhận hiển thị. Nó cũng loại bỏ yêu cầu có
bàn phím, chuột và gậy điều khiển, ngoại trừ công tác lập trình phức tạp ít
gặp.”[3]
11


Hình 1.9. Màn hình KTP600 PN basic
 Kiểu đơn sắc (STN, dải màu xám).
 Màn hình chạm 6 inch với 6 phím tiếp xúc.
 Kiểu thẳng đứng hay nằm ngang.
 Kích thƣớc: 5,7 inch.
 Độ phân giải: 320 x 240.
 128 mục nhập.
 50 màn hình xử lý.
 200 cảnh báo.
 25 biểu đồ.
 Bộ nhớ nhận 32 kB.
 5 bộ nhận, 20 bản ghi dữ liệu, 20 mục nhập.

12


1.2.2. Thiết kế cơ bản của KTP600 PN basic

Hình 1.10. Cấu tạo màn hình KTP 600.[3]
1) Màn hình / màn hình cảm ứng.6) Kết nối cung cấp điện.

2)Hốc để gắn kẹp.

7)Đánh tấm.

3)Gắn dấu.

8) Tên giao diện.

4)Phím chức năng .9) Hƣớng dẫn cho dải ghi nhãn.
5)Giao diện PROFINET.10)Nối đất.
13


1.2.3. Bật tắt thiết bị KTP 600
a. Bật thiết bị HMI: Cung cấp nguồn 24v để bật KTP 600.

Hình 1.11. Cấp nguồn 24v cho thiết bị KTP 600
Bộ nạp mở ra sau khi thiết bị đƣợc cấp nguồn.

Hình 1.12. Giao diện khởi động KTP 600
-Nhấn nút "Transfer" để thiết lập các thiết bị HMI chuyển chế độ.
- Nhấn nút "Start" để bắt đầu dự án trên thiết bị HMI.
- Nhấn nút "Control Panel" để mở bảng điều khiển của thiết bị HMI. Bạn
có thể thực hiện một loạt các thiết lập trong Control Panel.
14


b. Tắt thiết bị HMI:
1. Đóng tất cả các dự án đang hoạt động trên các thiết bị HMI.
2. Tắt thiết bị HMI.

1.2.4. Nhập dữ liệu
Bàn phím màn hình sẽ xuất hiện trên màn hình cảm ứng HMI khi bạn chạm
vào một đối tƣợng yêu cầu đầu vào.

Hình 1.13. Bảng bàn phím chữ và số
Tổng chức năng của các phím màn hình:
Bảng 1.4. Chức năng của các phím trên màn hình
Con trỏ trái
Con trỏ bên phải
xóa nhân vật
Hủy bỏ đầu vào
Xác nhận đầu vào
Hiển thị thông tin văn bản.. Chìa khóa này chỉ xuất hiện khi một
infotext đã đƣợc cấu hình cho ngƣời điều khiển.
15