Tìm hiểu điều khiển thời gian thực trong s7 1200(TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NÔI)

BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

BỘ CÔNG THƯƠNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Nhóm số 3
Lớp /khóa:
Đề tài : Tìm hiểu điều khiển thời gian thực trong s7 1200
1. Tìm hiểu cơ ở lý thuyết
2. Phân tích đối tượng điều khiển
3. Phân tích các chỉ tiêu,chất lượng của hệ thống
4. Lựa chọn phương án điều khiển
5. Lựa chọn thiết bị điều khiển cơ cấu chấp hành
6. Sơ đồ nguyên lý
7. Xây dựng thuật toán điều khiển
8. Viết chương trình
9. Lắp đặt và thử nghiệm hoặc mô phỏng
10.

Nhận xét kết quả

1


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Lời mở đầu
Ước mơ lớn nhất của người kỹ sư thiết kế là nắm trong tay một
công cụ điều khiển mạnh, đa năng và mềm dẻo. Theo đà phát
triển của công nghệ điện tử, các chip vi xử lý, vi điều khiển, bộ
logic có thể lập trình, máy tính PC lần lượt ra đời đã đáp ứng
được ước mơ đó. Và chúng nhanh chóng là những giải pháp
được lựa chọn để tự động hóa quá trình sản xuất.
Trong nhiều nghành công nghiệp hiện nay, nhất là ngành công
luyện kim, chế biến thực phẩm…Bộ logic có thể lập trình
(Promamable Logic Controller ) là một thiết bị không thể thiếu
trong dây truyền sản xuất. Nắm bắt được tầm quan trọng
đó,nên chúng em đã tiến hành tìm hiểu, nghiên cứu.
Dù đã cố gắng hết sức nhưng có thể không tránh khỏi những
thiếu sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ quí thầy cô .

Ngày 15 tháng 06 năm
2017
Nhóm sinh viên thực
hiện
Nhóm 3

2


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

I. Tìm hiểu về PLC S7-1200
1. Tìm hiểu cơ sở lý thuyết

Hinh 1.1. Hình dạng bên ngoai của S7 – 1200 và các
module mở rộng
PLC S7-1200 ( Promamable Logic Controller) là những kết
hợp I/O và các lựa chọn cấp nguồn, bao gồm 9 module các
bộ cấp nguồn cả VAC – hoặc VDC - các bộ nguồn với sự kết
hợp I/O DC hoặc Relay. Các module tín hiệu

để mở rộng I/O

và các module giao tiếp dễ dàng kết nối với các mặt của bộ
điều khiển. Tất cả các phần cứng Simatic S7-1200 có thể
được gắn trên DIN rail tiêu chuẩn hay trực tiếp trên bảng
điều khiển, giảm được không gian và chí phí lắp đặt.
Các module tín hiệu có trong các model đầu vào, đầu ra và
kết hợp loại 8, 16, và 32 điểm hỗ trợ các tín hiệu I/O DC, relay
và analog. Bên cạnh đó, bảng tín hiệu tiên tiến có trong I/O số 4
kênh hay I/O analog 1 kênh gắn đằng trước bộ điều khiển S71200 cho phép nâng cấp I/O mà không cần thêm không gian.
Thiết kế có thể mở rộng này giúp điều chỉnh các ứng dụng từ
3


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

10_I/O đến tối đa 284_I/O, với khả năng tương thích chương trình
người sử dụng nhằm tránh phải lập trình lại khi chuyển đổi sang
một bộ điều khiển lớn hơn. Các đặc điểm khác: bộ nhớ 50 KB với
giới hạn giữa dữ liệu người sử dụng và dữ liệu chương trình, một
đồng hồ thời gian thực, 16 vòng lặp PID với khả năng điều
chỉnh tự động, cho phép bộ điều khiển xác định thông số vòng
lặp gần tối ưu cho hầu hết các ứng dụng điều khiển quá trình

thông dụng. Simatic S7-1200 cũng có một cổng giao tiếp
Ethernet 10/100Mbit tích hợp với hỗ trợ giao thức Profinet cho
lập trình, kết nối HMI /SCADA hay nối mạng PLC với PLC.
2. Phân loại
Việc phân loại S7-1200 dựa vào loại CPU mà nó
trang bị: Các loại PLC thông dụng: CPU 1211C,
CPU 1212C, CPU 1214C Thông thường S7-200
được phân ra làm 2 loại chính:
 Loại cấp điện 220VAC:
- Ngõ vào: Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp +24VDC(từ
15VDC – 30VDC).
- Ngõ ra: Relay.
- Ưu điểm của loại này là dùng ngõ ra Relay. Do đó có
thể sử dụng ngõ ra ở nhiều cấp điện áp khác nhau( có
thể sử dụng ngõ ra 0V, 24V, 220V…)
- Tuy nhiên, nhược điểm của nó là do ngõ ra Relay nên
thời gian đáp

ứng không nhanh cho ứng dụng biến

điệu độ rộng xung, hoặc Output tốc độ cao…
 Loại cấp điện áp 24VDC:
- Ngõ vào: Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp +24VDC( từ
15VDC – 30VDC).
- Ngõ ra: transistor
- Ưu điểm của loại này là dùng ngõ ra transistor. Do đó
có thể sử dụng ngõ ra này để biến điệu độ rộng xung,
Output tốc độ cao…
4

BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

- Tuy nhiên, nhược điểm của loại này là do ngõ ra
transistor nên chỉ có thể sử dụng một cấp điện áp duy

Đặc trưng
Kích thướt(mm)

CPU 1211C
CPU 1212C
90 x 100
x 75

CPU
1214C
110 x 100
x 75

Bộ nhớ người dùng


Bộ nhớ làm
việc



Bộ nhớ tải

Phân vùng I/O



Digital I/O



Analog I



25 Kbytes



50 Kbytes



1 Mbytes



2 Mbytes



2 Kbytes



2 Kbytes

 6
inputs /
4

 8 inputs / 6
outputs
 2 inputs

 14 inputs
/ 10
outputs

outputs

nhất là 24VDC, do vậy sẽ gặp rắc rối trong những ứng
dụng có cấp điện áp khác nhau. Trong

trường hợp

này, phải thông qua một Relay 24VDC đệm.

Tốc độ xử lý ảnh

1024 bytes (inputs) and 1024 bytes (outputs)

Modul mở rộng
Mạch tín hiệu

None
1

Modul giao tiếp
Bộ đếm tốc độ cao

3 (left-side expansion)
3
4

6

3 – 100 kHz

3 – 100 kHz

3 – 100 kHz

1 – 30 kHz

3 – 30 kHz

3 – 80 kHz

3 – 80 kHz



Trạng thái đơn

2

 Trạng thái đôi
Mạch ngõ ra

3 – 80 kHz
2

Thẻ nhớ
Thời gian lưu trữ

Thẻ nhớ Simatic (tuỳ chọn)
240h

khi mất điện
PROFINET

1 cổng giao tiếp Ethernet

5

8


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC
Tốc độ thực thi

18us

phép toán số thực

Tốc độ thi hành

0.1us

Bảng 1.1. các đặc điểm cơ bản của PLC s7-1200
3. Ngôn ngữ lập trình
a, Ngôn ngữ lập trình LAD

Hình 1.2. Chương trình LAD
Chương trình LAD (Hinh 1.2) bao gồm cột dọc biểu diễn nguồn
điện logic cùng với các kí hiệu công tắc logic tạo thành một
nhánh mạch điện logic. nằm ngang. Các kí hiệu công tắc trên
được dùng để xây dựng nên bất kì mạch logic nào: sự kết hợp
nhiều mạch logic có thể biểu diễn mạch điều khiển cho một ứng
dụng có logic điều khiển phức tạp. Điều cần thiết cho công việc
thiết kế chương trình ladder là lập tài liệu về hệ thống và mô tả
hoạt động của chúng để người sử dụng hiểu được mạch ladder
một cách nhanh chóng và chính xác.
Các qui ước của ngôn ngữ lập trình LAD:
Các đường dọc trên sơ đồ biểu diễn đường công suất, các mạch
được nối kết với đường này.
Mỗi nấc thang (thanh ngang) xác định một hoạt động trong quá
trình điều khiển.
Sơ đồ thang được đọc từ trái sang phải và từ trên xuống. Nấc ở
đỉnh thang được đọc từ trái sang phải, nấc thứ hai tính từ trên
xuống cũng đọc tương tự… Khi ở chế độ hoạt động, PLC sẽ đi từ
đầu đến cuối chương trình thang sau đó lặp đi lặp lại nhiều lần.
Quá trình lần lượt đi qua tất cả các nấc thang gọi là chu kỳ quét.
Mỗi nấc thang bắt đầu với một hoặc nhiều ngõ vào và kết thúc
với ít nhất một ngõ ra.

Các thiết bị điện được trình bày ở điều kiện chuẩn của chúng. Vì
vậy, công tắc thường hở được trình bày ở sơ đồ thang ở trạng
thái hở. Công tắc thường đóng được trình bày ở trạng thái đóng.
6


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Thiết bị bất kỳ có thể xuất hiện trên nhiều nấc thang. Có thể có
một rơle đóng một hoặc nhiều thiết bị.
Các ngõ vào và ra được nhận biết theo địa chỉ của
chúng, kí hiệu tùy theo nhà sản xuất qui định.
b, Ngôn ngữ lập trình FDB

hình 1.3. Ngôn ngữ lập trình FDB
Phương pháp này có cách biểu diễn chương trình như sơ đồ
không tiếp điểm dùng các cổng logic (thường dùng theo ký tự
của EU)
Theo phương pháp này các tiếp điểm ghép nối tiếp được thay
thế bằng cổng AND, các tiếp điểm ghép song song được thay
thế bằng cổng OR, các tiếp điểm thường đóng thì có cổng NOT.
Phương pháp này thích hợp cho người dùng sử dụng kiến thức
về điện tử mà đặc biệt là mạch số.

II.

Đối tượng điều khiển

Trong bài này đối tượng chúng ta cần điều khiển là đèn chiếu
sáng công cộng khi có tín hiệu từ đầu ra sử dụng thời gian

thực từ PLC S7-1200 thì các đèn được bật lên để chiếu sáng .
Đối với các hệ thống sử dụng đèn chiếu sáng điều khiển bởi
PLC S7-1200 thường được sử dụng nhiều trong các khu công
nghiệp hơn vì độ tin cậy tránh các nhiễu và nhu cầu đặc thù
của mỗi khu công nghiệp
Cấu tạo chung của đèn chiếu sáng:

7


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Hình 1.4. Đèn chiếu sáng cao áp công cộng
1. Đầu dây điện vào đèn
2. Tấm đế lắp linh kiện điện có thể tháo rời
3. Lỗ để lắp cần đèn
4. Lỗ đui đèn lắp nguồn sáng (điều chỉnh được)
5. Roăng cao su làm kín
6. Kính bảo vệ (thủy tinh hoặc nhựa)
7. Bản lề bằng thép không gỉ
8. Tấm phản quang mạ nhôm bằng phương pháp hóa hơi.
9. Vỏ đèn có 2 ngăn (linh kiện điện và quang học)
10. Nắp bảo vệ ngăn điện
Tấm phản quang
Các loại đèn chiếu sáng công cộng thường có tấm phản
quang để phân bố lại ánh sáng
của nguồn sáng bằng cách ứng dụng định luật phản xạ đều.
Nhiệm vụ của nó là điều khiển ánh sáng phát ra phù hợp với
mục đích sử dụng.
Tấm phản quang có thể được làm bằng gương hoặc được mạ

màu trắng (mạ nhôm hoặc bạc), mục đích chính là tăng hệ số
phản xạ đềur. Hệ số này có thể từ 0,85 (đối với gương) đến 0,93
(tráng bạc). Trong thực tế, tấm phản quang thường mạ bằng
nhôm tinh chất theo phương pháp bay hơi, vừa giảm được giá
thành so với mạ bạc mà vẫn đảm bảo hệ số r khá cao. Theo quy
định trong tiêu chuẩn Việt Nam TCVN5828-1994 đối với đèn
đường phố thì hệ số phản quang ban đầu phải0,8.
Chất lượng tấm phản quang được đánh giá qua độ dày và độ
đồng nhất của lớp mạ phản
quang. Đặc điểm của nó là rất dễ bị phá huỷ nên khi lau chùi
phải dùng thổi bằng không khí khô áp suất nhỏ hay dùng cồn
lau nhẹ. Theo quy định, khi sử dụng đèn tiết kiệm năng lượng thì
hệ số phản xạ phải có độ suy giảm <10% so với ban đầu sau
6000 giờ sử dụng.
8


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Hình dáng tấm phản quang phụ thuộc vào yêu cầu phân bố ánh
sáng. Thông thường tấm
phản quang có dạng paraboloit tròn xoay và nguồn sáng đặt ở
tiêu điểm thì các tia sáng phản xạ sẽ song song nhau. Một số bộ
đèn có tấm phản quang dạng elipxoit tròn xoay có nguồn sáng
đặt ở một tiêu điểm thì các tia sáng phản xạ sẽ hội tụ về tiêu
điểm thứ 2 để tạo thành nguồn sáng điểm. Ngoài ra còn có loại
tấm phản quang hai múi, gồm hai nửa paraboloit tròn xoay ghép
lại, sẽ làm tăng đáng kể hiệu suất của bộ đèn so với loại một
múi.

Hình 1.5. Tấm phản quang
Bộ điện chiếu sáng :
Trong các bộ đèn chiếu sáng công cộng, và Tăngpo , Tụ Kích
thường được lắp đặt trong ngăn riêng gọi là ngăn linh kiện điện.
Ngăn này không yêu cầu độ kín cao như ngăn quang học nhưng
yêu cầu phải dễ tháo lắp để sửa chữa, thay thế linh kiện khi cần
thiết.
Chức năng:
Ballast ( Tangpho) : Điều chỉnh dòng cho phù phợp với bóng đèn
theo từng công suất( Thường dùng 150W, 250W , 400W …..)
Kích : Mồi bóng đèn cho đến khi tim đèn nóng lên đủ để phá
sáng
Tụ: Bù hệ số công suất tổn hao trên Ballast cho lưới, thông
thường tổn hao trên ballast là 0.35, mắc thêm tụ bù là 0.85
Bóng : Không sáng liền mà sáng từ từ, chuyển dần từ ánh sáng
trắng sang ánh sáng vàng
Với cấu tạo và cơ chế hoạt động như vậy đèn cao áp mang lại
nhiều lợi ích cho khách hàng sử dụng thông qua việc tiết kiệm
điện.
Kính bảo vệ :
Kính bảo vệ bộ đèn là nắp chụp bảo vệ bộ phận quang học
nhưng yêu cầu phải đảm bảo cho ánh sáng truyền qua được. Sở
dĩ phải bảo vệ bộ phận quang học vì bộ phận này cócác thành
phần rất quan trọng của bộ đèn như tấm phản quang và nguồn
sáng được chế tạo chính xác cao, rất tinh xảo và dễ bị tác động
của môi trường (nhất là tấm phản quang được mạ bằng nhôm
9


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

tinh chất) làm chất lượng của bộ đèn giảm xuống. Để bảo vệ các
bộ phận này người ta phải dùng kính bảo vệ, tuy nhiên phải đảm
bảo truyền ánh sáng tốt nhất nên thường làm bằng
thủy tinh, bằng nhựa hoặc vật liệu composit trong suốt hoặc
trong mờ. Khi chọn vật liệu cũng như chiều dày kính bảo vệ phải
tính toán để giảm sự phản xạ ở biên giữa không khí và kính.
Theo TCVN5828-1994 và 13/2008/QĐ-BCT thì kính bảo vệ phải
có hệ số truyền
qua ban đầu 0,85. Về mặt cấu tạo, kính bảo vệ có thể
dạng phẳng hoặc dạng rãnh khía (rãnh khía làm cho
hiệu suất bộ đèn cao hơn)
Ngoài ra kính bảo vệ còn có chức năng chống nổ vì
chế độ làm việc của đèn là phóng điện hồ quang với
nhiệt độ cao. Khi ống phóng điện0bị nổ các mảnh vỡ
của nó văng ra có nhiệt độ cỡ 1000 C có thể nguy hiểm
cho người đi đường, huỷ hoại tài sản, thậm chí hoả hoạn. Kính
bảo vệ phải có độ chịu va đập và không gian đủ để giữ lại các
mảnh vỡ này.
Kính bảo vệ răng khía
Khi thiết kế chiếu sáng chọn bộ đèn cần phải chú ý đến đặc tính
cũng như vật liệu chế tạo
kính đèn. Vì nó là môi trường truyền ánh sáng nên có thể có một
lượng tia tử ngoại xuyên qua, ngoài ra nó lại chịu tác động trực
tiếp của môi trường (mà trong đô thị thì môi trường thường ô
nhiễm) nên nó rất nhanh bị lão hoá hoặc bị mờ đi. Theo quy
định, khi sử dụng đèn tiết kiệm năng lượng thì hệ số truyền qua
phải có độ suy giảm < 5% so với ban đầu sau 6000 giờ sử dụng.
Lỗ đui đèn :
Đui đèn là bộ phận nằm trên nguồn sáng dùng để định vị vào vị

trí lỗ đui đèn nằm trên bộ
đèn. Đui đèn và lỗ đui đèn được tiêu chuẩn hoá thống nhất trên
toàn thế giới để có thể lắp lẫn của các hãng khác nhau. Đui đèn
thường có hai loại :
- Loại đui gài (còn gọi là đui ngạnh trê) : không có ren xoáy
nhưng có 2 tai đối xứng nhau để gài vào lỗ đui đèn nằm trên bộ
đèn. Loại này thường thấy trong loại đèn dây tóc dùng trong dân
dụng. Ký hiệu đui gài có 2 loại là B15 và B22 tùy vào đường kính
đui đèn
- Đui xoáy: hình trụ có ren xoáy. Ký Đui xoáy E
Đui gài B hiệu có 3 loại: E14, E27 và E40 tùy vào đường kính đui
đèn. Chữ E viết tắt của Edison là tên nhà phát minh ra bóng đèn
điện đầu tiên.
Trong các bộ đèn chiếu sáng công cộng chỉ dùng 2 loại đui đèn
trên. Tuy nhiên trong dân dụng và công nghiệp còn có rất nhiều
kiểu đui đèn khác nhau như : đui đèn kiểu cắm, đui 1 chân, đui 2
10


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

chân, đui kiểu ren,
III. Phương pháp điều khiển
Khác với phương pháp điều khiển cứng, trong hệ thống điều
khiển có lập trình, cấu trúc bộ điều khiển và cách đấu dây
độc lập với chương trình.
Chương trình định nghĩa hoạt động điều khiển được viết nhờ sự
giúp đỡ của một máy vi tính.
Để thay đổi tiến trình điều khiển, chỉ cần một thay đổi nội dung
bộ nhớ điều khiển, chứ không cần thay đổi cách nối dây bên

ngoài. Qua đó, ta thấy được ưu điểm của phương pháp điều
khiển lập trình được so với phương pháp

điều khiển cứng. Do

đó, phương pháp này được sử dụng rất rộng rãi trong

lĩnh vực

điều khiển vì nó rất mềm dẻo…
Phương pháp điều khiển lập trình được thực hiện theo các
bước sau:

Hình 1.6. Phương pháp lập trình điều khiển

11


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

IV.

Thiết bị điều khiển ,thiết bị vào và cơ cấu làm việc

A,Để phù hợp với những yêu cầu của bài , ta sẽ chọn và sử dụng
PLC S7-1200
(Với CPU 1212C)

Hình 1.7. Hình dạng bên ngoài của PLC S7-1200 (CPU 1212C)
(1)

(2)
(3)
(4)
(5)

Chế độ hoạt động các chân vào/ra I/O
Chế độ hoạt động của PLC
Cổng kết nối với PLC
Khe cắm thẻ nhớ
Nơi gắn dây nối

CPU 1212C gồm 10 ngõ vào và 6 ngõ ra ,có khả năng mở
rộng ra 2 module tín hiệu (SM),1 mạch tín hiệu (SB),và 3
module giao tiếp
Các đèn báo của CPU 1212C:
 (stop/run) có màu (cam /xanh) :có chức năng ngừng /thực
hiện trương trình đã nạp vào bộ nhớ
 Error (màu đỏ): màu đỏ báo hiệu việc chạy chương trình đã
bị lỗi
 Maint (maintenance) : led nháy báo hiệu rằng có thẻ nhớ
được cắm vào hay không.
 Link :màu xanh báo việc kết nối giữa CPU và máy tính đã
thành công.
 Rx/Tx :đèn vàng nháp nháy báo hiệu tín hiệu được chuyền
đến vào ra.
 Ix.x (đèn xanh ) : Đèn ở công vào báo hiệu trạng thái của
cổng vào Ix.x.Đèn này báo hiệu trạng thái của ngõ vào
theo trạng thái của công tắc .
 Qx.x (đèn xanh) : đèn xanh báo hiệu trạng thái ở ngõ ra
của cổng Qx.x

12


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

B, cấu trúc bên trong
Cũng giống như các PLC có cùng họ khác ,PLC S7-1200 cũng có
4 bộ phận chính :
 Bộ vi xử lý: còn được gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU) ,chứa
bộ vi xử lý ,biên tập các tín hiệu nhập và thực hiện biên tập
chương trình được lưu ở bộ nhớ của PLC.Truyền các quyết
định dưới dạng tín hiệu đến các thiết bị ở đầu ra.
 Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình được sử dụng cho các
hoạt động điều khiển dưới sự kiểm soát cua bộ vi sử lý
 Bộ nguồn là nơi có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành
điện áp 1 chiều +24V cần thiết cho bộ vi xử lý và các
module giao tiếp nhập và xuất hoạt động.
 Bộ giao tiếp xuất/nhập: Các thành phần nhập và xuất
(input / output) là nơi bộ nhớ nhận thông tin từ các thiết
bị ngoại vi và truyền thông tin đến các thiết bị điều khiển.
Tín hiệu nhập có thể từ các công tắc, các bộ cảm biến,…
Các thiết bị xuất có thể là các cuộn dây của bộ khởi động
động cơ, các van solenoid,…

Hình 1.8. sơ đồ bên trong của PLC (CPU 1212C)
C, Đấu dây
Ở đây ta chọn CPU 1212C, để trình bày đấu dây tiêu biểu:
Chúng ta có thể cung cấp nguồn 24VDC hay 100 – 230VAC
cho PLC và các thông số điện áp được thể hiện trong hình:
13

BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Hình 1.9. Sơ đồ đấu dây S7-1200
Nguồn cung cấp cho PLC là 100 – 230VAC với tần số từ 47Hz –
63Hz. Điện áp có thể thay đổi trong khoảng từ 85V – 264V . Ở
264V dòng điện tiêu thụ là 20A.
Nguồn cung cấp là 24VDC. Điện áp có thể thay đổi trong khoảng
20.4V - 28.8V. Ở 28.8V dòng điện tiêu thụ là 12A.
Các ngõ vào được tác động ở mức điện thế tiêu biểu là 24VDC.
Các ngõ ra của PLC ở mức 0 khi công tắc hở hay điện áp <=
5VDC. Ngõ vào ở mức 1 khi công tắc đóng hay điện áp
=>15VDC. Thời gian đổi trạng thái từ “0” lên “1” và từ “1”
xuống “0” tối thiểu là 0.1us để PLC nhận biết được.

14


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Các ngõ ra có thể là 5VDC – 30VDC hay 5VAC – 250VAC. Tùy
theo yêu cầu thực tế mà ta có thể nối nguồn khác nhau để phù
hợp với ứng dụng của nó.
D, Moodul mở rộng

Hình 1.10. Dạng các môđun
Họ PLC S7-1200 cung cấp nhiều nhất 8 module tín hiệu đa dạng
và 1 mạch tín hiệu cho bộ xử lý có khả năng mở rộng. Ngoài ra
bạn cũng có thể cài đặt thêm 3 module giao tiếp nhờ vào các

giao thức truyền thông.
Module
Module tín

Digital

Ngõ vào

Ngõ ra

Ngõ vào / ra

8 x DC

8 x DC

8 x DC / 8 x DC

8 x Relay

16 x DC / 8 x Relay

16 x DC

16 x DC / 16 x DC

16 x Relay

16 x DC / 16 x Relay

2 x Analog

4 x Analog / 2 x

hiệu (SM)
16 x DC
Analog

4 x Analog

Analog
board tín hiệu

Digital

-

(SB)

Analog

-

1 x Analog

15

2 x DC / 2 x DC
-

BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Module giao tiếp (CM)
 RS485
 RS232

Bảng 1.2. Các loại module

E, Một số lệnh sử dụng cho thời gian thực của PLC
 Lệnh chuyển đổi thời gian T_CONV

Hình 1.11. mô tả lệnh T_CONV
Bảng 1.3. Các thông số trên
Thông số
IN
OUT

Kiểu dữ liệu
DINT,TIME
DINT,TIME

Mô tả
Giá trị ngõ vào
Giá trị đã được
chuyển đổi

T_CONV :dùng để chuyển đổi một kiểu dữ liệu Time sang Dint
hoặc ngược lại.
 Lệnh cộng thời gian T_ADD

Hình 1.12. Mô tả lệnh T_ADD

16


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Bảng 1.4. Các thông số
Thông số
IN1
IN2
OUT

Kiểu dữ liệu
DTL,TIME
TIME
DTL,TIME

Mô tả
Giá trị ngõ vào 1
Giá trị ngõ vào 2
Giá trị được công ở
ngõ ra
T_ADD (Time add): thêm vào giá trị đầu vào IN1(DTL

hoặc TIME) giá trị IN2 (TIME). Tham số OUT cung cấp kết
quả có thể là DTL hoặc TIME. Hai giá trị có thể cùng tồn
tại:
TIME + TIME =
TIME DTL + TIME =

DTL
 Lệnh trừ T_SUB

Hình 1.13. Mô tả lệnh
Bảng 1.5. Các thông số
Thông số

Kiểu dữ liệu

Mô tả
17


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

IN1

DTL, TIME

Giá trị DTL hoặc TIME

IN2

TIME

Giá trị TIME trừ

OUT

DTL, TIME

DTL hoặc TIME khác biệt

Lệnh T_SUB thực hiện trừ giá trị IN2 cho IN1
đầu ra OUT là kết quả với kiểu DTL hoặc TIME

được giá trị

TIME-TIME=TIME
DTL-TIME=DTL
 Lệnh thời gian khác nhau T_DIFF

Hình 1.14.Mô tả lệnh
Bảng 1.6. Các thông số
Thông số

Kiểu dữ liệu

Mô tả

IN1

DTL

Giá trị DTL

IN2

DTL

Giá trị DTL trừ

OUT

TIME

TIME mới

Trừ giá trị IN2 cho IN1 được giá trị gán cho OUT . giá trị đầu ra
OUT có kiểu giữ liệu khác biệt TIME =DTL-DTL
 Lệnh ghi thời gian thực cho hệ thống WR_SYS_T
Thiết lập bộ thời gian của hệ thống PLC với giá trị DTL của
tham số IN.Giá trị thời gian không bao gồm múi giờ tại địa
phương hoặc chế độ tiết kiệm thời gian .

18


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Hình 1.15. Mô tả lệnh WR_SYS_T
Bảng 1.7. Các thông số
Thông số

Loại thông

Kiểu dữ

số
IN

Mô tả

liệu

IN

DTL

Thời gian được thiết lập
trong đồng hồ của hệ thống

RET_VAL

OUT

PLC
Điều kiện thi hành lệnh

INT

Bảng 1.8. Tham số RET_VAL:
Lỗi lệnh (W#16#....)

Điều kiện

0000

Không có lỗi

8081

Năm không hợp lệ

8082

Tháng không hợp lệ

8083

Ngày không hợp lệ

8084

Thông tin giờ không hợp lệ

8085

Thông tin phút không hợp lệ

8086

Thông tin giây không hợp lệ

8087

Thông tin Nano giây không hợp lệ

80B0

Đồng hồ thời gian thực không thành công

 Lệnh đọc thời gian thực RD_SYS_T
Đọc thời gian thực từ hệ thống của PLC. Các giá trị thời
gian không bao gồm múi giờ tại địa phương hoặc chế độ
tiết kiệm thời gian.

19


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Hình 1.16. Mô tả lệnh RD_SYS_T
Bảng 1.9. Các thông số
Thông số

Loại thông

Kiểu dữ

số

Mô tả

liệu

RET_VAL

OUT

INT

Điều kiện thi hành lệnh

OUT

OUT

DTL

Thời gian thực của hệ thống
PLC.

Bảng 1.10. Tham số RET_VAL:
Lỗi lệnh(W#16#...)

Điều kiện

0000

Không có lỗi

8222

Kết quả vượt ngoài phạm vi cho phép.

8223

Kết quả không được lưu với kiểu dữ liệu quy định.

20


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

 Lệnh xử lý thời gian thực với RD_LOC_T

Hình 1.17. Mô tả lệnh RD_LOC_T
Để có được thời gian thực tại địa phương tại nơi người dùng
đang ở hoặc nơi thiết bị được đặt thì người dùng thì người sử
dụng phải sử dụng lệnh RD_LOC_T để cung cấp giờ địa
phương của CPU trả về kiểu dữ liệu DTL.
Bảng 1.11. Các thông số
Thông số
RET_VAL

Loại thông số
OUT

Kiểu dữ liệu
INT

OUT

OUT

DTL

Mô tả
Điều kiện thi

hành lệnh
Giờ địa
phương

Bảng 1.12. ý nghĩa của các bit dữ liệu DTL
byte
0-1
2
3
4
5
6
7
8-11

V.

Ý nghĩa
Năm
Tháng
Ngày
Thứ trong
tuần
Giờ
Phút
Giây
Ns

Diểu dữ liệu
UNIT

USINT
USINT
USINT

Tầm giá trị
1970-2554
1-12
1-31
1-7(chủ nhật)

USINT
USINT
USINT
UDINT

0-23
0-59
0-59
0-999 999
999

Sơ đồ nguyên lý và thuật toán điều khiển

Nguyên lý hoạt động điều khiển : chúng ta sử dụng PLC S71200 để điều khiển bật sáng/tắt đèn chiếu sáng công cộng ở
các khu công nghiệp các đèn sẽ được chiếu sáng từ 18h ngày
21


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

hôm trước đến 6h sáng của ngày hôm sau ,thời gian tắt là
thời gian >7h đến 17h59 .
Quá trình được thực hiện nhờ lệnh ghi,đọc thời gian thực và các
lệnh so sánh hơn kém ,quá trình cứ thế tiếp diễn qua các ngày

Bắt đầu

Run

Lệnh đọc thời gian thực

Sử dụng câu lệnh so sánh
để so sánh để so sánh với
thời gian thực

Đèn sáng,tắt

End

VI.

Viết chương trình

22


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

23

BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

 Khởi tạo khối dữ liệu DB với tên REAL_TIME_1 với giá trị
khởi đầu cho biến là REAL_TIME

24


BÀI TẬP LỚN MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

VII.

Nhận xét chung

Kết quả cho ta thấy được giá trị đầu ra của PLc sử dụng thời
gian thực là chính xác ,và trong quá trình sử dụng PLC ta thường
sử dụng các lệnh WR_SYS_T ,RD_SYS_T,RD_LOC_T để thực hiện
ghi và đọc thời gian thực , đối với quá trình sử dụng trong thực
tế ta thường sử dụng hàm RD_LOC_T để có được thời gian tại
nơi người dùng.
Một số tài liệu tham khảo:
GIÁO TRÌNH :TỰ ĐỘNG HÓA PLC S7-1200 VỚI TIA PORTAL – Tác
Gỉa TRẦN VĂN HIẾU
GIÁO ÁN :GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 – TH s NGUYỄN
HOÀNG DŨNG
VÀ MỘT SỐ TÀI LIỆU KHÁC
VIII.

Một số nhận xét của giáo viên

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------25