Tài liệu CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC S7-200 docx

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ
Khảo sát, ứng dụng PLC S7-200. Thiết kế thi công lắp ráp mô hình đóng mở cửa tự động
CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH PLC S7-200
2.1 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA PLC S7-200
2.1.1 Giới thiệu chung về PLC S7-200
S7-200 là thiết bị điều khiển loại nhỏ của hãng SIMENS (Đức) có cấu trúc theo kiểu modul và có
các modul mở rộng .
S7-200 gồm nhiều loại : CPU 212, 214, 215, 216, 221, 222, 224, 224XP, 226. Có nhiều nhất 7
modul mở rộng khi co yêu cầu tăng ngõ vào/ra Digital, ngõ vào ra Analog.
Pin và nguồn nuôi bộ nhớ Sử dụng tụ vạn năng và Pin. Khi naeng lượng của tụ bị cạn kiệt,PLC sẽ
tự động chuyển sang dùng năng lượng từ Pin.
Đặc điểm và các thông số của cac loai PLC S7-200 khác nhau được giới thiệu trong bảng sau
Bảng 2.1 :Thông số kỹ thuật của các CPU của PLC S7-200
Đặc trưng CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226
Kích thước (mm) 90×80×62 90×80×62 120.5×80×62 190×80×62
Bộ nhớ chương trình 2048 words 2048 words 4096 words 4096 words
Bộ nhớ dữ liệu 1024 words 1024 words 2560 words 2560 words
Cổng logic vào 6 8 14 24
Cổng logic ra 4 6 10 16
Modul mở rộng None 2 7 7
Digital I/O cực đại 128/128 128/128 128/128 128/128
Analog I/O cực đại None 16 In/ 16 Out 32 In/ 32 Out 32 In/ 32 Out
Bộ đếm(counter) 256 256 256 256
Bộ định thời (Timer) 256 256 256 256
Tốc độ thực thi lệnh 0.37 µs 0.37 µs 0.37 µs 0.37 µs
Lưu trữ khi mất điện 50 giờ 50 giờ 190 giờ 190 giờ
Hình dạng và cấu trúc bên ngoài của PLC S7-200:
===============================================================
GVHD: BÙI THU HÀ SVTH : Nguyễn Tiền Hải
Bùi Thi Đào

Trần Đình Hà
Bùi Thi Dung
Nguyễn Văn Cảnh
1
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ
Khảo sát, ứng dụng PLC S7-200. Thiết kế thi công lắp ráp mô hình đóng mở cửa tự động
2.1.2. Các loại đèn báo:
Có 3 loại đèn báo hoat động :
- RUN : đèn màu xanh - Báo hiệu PLC đang hoạt động.
- STOP : đèn màu vàng – Báo hiệu PLC dừng hoạt động.
- SF (System Failure): đèn đỏ - Báo hiệu PLC có sự cố ở phần cứng hoạc hệ điều hành. Ở
đây cần phân biệt rõ lỗi hệ thống với lỗi chương trình người dùng, khi lỗi chương trình
người dùng thì CPU , phần mềm lập trình đã làm nhiệm vụ khi dịch sang mã máy.
Đèn Ix.x – màu xanh: chỉ định trạng thái ON/OFF của đầu vào số.
Đèn Qx.x – màu xanh: chỉ định trạng thái ON/OFF của đầu vào số.
2.1.3.Ngõ vào :
===============================================================
GVHD: BÙI THU HÀ SVTH : Nguyễn Tiền Hải
Bùi Thi Đào
Trần Đình Hà
Bùi Thi Dung
Nguyễn Văn Cảnh
2
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ
Khảo sát, ứng dụng PLC S7-200. Thiết kế thi công lắp ráp mô hình đóng mở cửa tự động
- Kiểu đầu vào IEC 1131-2 hoạc SIMATIC.
- Mức logic 1: 24 VDC/7mA.
- Mức logic 0: đến 5 VDC/1Ma.
- Đáp ứng thời gian: 0.2 ms.
- Các ly về quang : 500 ACV.

- Địa chỉ ngõ vào: Ix.x.
2.1.4. Ngõ ra:
- Ngõ ra Role hoạc transistor Sourcing.
- Điện áp tác động: 24 – 27VDC/2A.
- Chịu quá dòng đến 7A
- Điện trở cách ly nhỏ nhất: 100MΩ
- Điện trở công tắc: 200 MΩ.
- Thời gian chuyển mạch tối đa 10ms.
- Địa chỉ ngõ ra:Qx.x.
- Không có chế độ bảo vệ ngắn mạch.
2.1.5.Nguồn cấp:
- Điện áp nguồn 20 – 24 DCV.
- Dòng vào tối đa 900 mA
- Thời gian duy trì khi mất nguồn 10 ms.
- Cầu chì bên trong 2A/250V.
- Không có các ly nguồn điện.
2.1.6 Cổng truyền thông:
S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc
ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu
PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là 300 ÷38.400 baud.
Để ghép nối S7 -200 với máy lập trình PG702 hoặc các loại máy lập trình thuộc họ PG7xx có
thể dùng một cáp nối thẳng MPI. Cáp đó đi kèm với máy lập trình.
===============================================================
GVHD: BÙI THU HÀ SVTH : Nguyễn Tiền Hải
Bùi Thi Đào
Trần Đình Hà
Bùi Thi Dung
Nguyễn Văn Cảnh
3
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ

Khảo sát, ứng dụng PLC S7-200. Thiết kế thi công lắp ráp mô hình đóng mở cửa tự động
Ghép nối S7 -200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC / PPI với bộ chuyển đổi
RS232 / RS485.
Chân Giải thích


Để ghép nối S7-200 với máy tính PC qua
Cổng RS232 cần có cáp nối PC/PPI với
Bộ chuyển đối sang RS485, như hình vẽ:
2.2 CẤU TRÚC BỘ NHỚ :
===============================================================
GVHD: BÙI THU HÀ SVTH : Nguyễn Tiền Hải
Bùi Thi Đào
Trần Đình Hà
Bùi Thi Dung
Nguyễn Văn Cảnh
4
1
·····
····
123
45
9 8
7
6
1
2
3
4
5

6
7
8
9
Đất
24 VDC
Truyền và nhận dữ liệu
Không sử dụng
Đất
5 VDC (điện trở trong 100?)
24 VDC (120 mA tối đa)
Truyền và nhận dữ liệu
Không sử dụng
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ
Khảo sát, ứng dụng PLC S7-200. Thiết kế thi công lắp ráp mô hình đóng mở cửa tự động
Bộ nhớ S7 -200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng
thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ S7 -200 có tính năng động cao, đọc, ghi được trong toàn
vùng, loại trừ các bit nhớ đặc biệt SM (Special memory) chỉ có thể truy nhập để đo.
EEPROM Miền nhớ ngoài
Chương trình Chương trình Chương trình
Tham số Tham số Tham số
Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu
Vùng đối tượng
2.2.1. Vùng chương trình
Là nguồn nhờ được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu non
-volatile đọc / ghi được.
2.2.2. Vùng tham số
Là miền lưu giữ các tham số như: từ khóa, địa chỉ trạm,cũng giống như vùng chương trình,
thuộc kiểu non - volatile đọc / ghi được.
2.2.3. Vùng dữ liệu

Là miền nhớ động được sử dụng để cất giữ các dữ liệu của chương trình. Nó có thể được truy
cập theo từng bít, từng byte, từng từ đơn (W-Word) hoặc theo từ kép (DW_ Double Word), vùng
dữ liệu được chia thành những miền nhớ nhỏ với các công dụng khác nhau. Chúng được ký hiệu
bằng chữ cái đầu theo từ tiếng Anh, đặc trưng cho công dụng riêng của chúng như sau:
 V: (ariable Memory) lưu các kết quả trung gian khi thực thi chương trình.
===============================================================
GVHD: BÙI THU HÀ SVTH : Nguyễn Tiền Hải
Bùi Thi Đào
Trần Đình Hà
Bùi Thi Dung
Nguyễn Văn Cảnh
5
Tụ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA ĐIỆN TỬ
Khảo sát, ứng dụng PLC S7-200. Thiết kế thi công lắp ráp mô hình đóng mở cửa tự động
 I: ( Input image register): thanh ghi đệm, lưu các giá trị ngõ vào khi PLC hoạt động.
 Q: (Output image regiter): thanh ghi đệm, chứa các kết quả để điều khiển ngõ ra.
 M: (Internal Memory bits): sử dụng các Role điều khiển để lưu trạng thái trung gian
của 1 hoạt động hoạc các thông tin điều khiển khác. (byte, Word, Dword).
 SM: (Special Memory bits): chứa các bít để lựa chọn và điểu khiển các chức năng đặc
biệt của CPU(byte, Word,Dword).
Tất cả các miền này đều có thể truy nhập theo từng bít, từng byte, từng từ (word) hoặc từ kép
(double word).
2.2.4. Vùng đối tượng
Là time (định thì ), counter (bộ đếm ) tốc độ cao và
các cổng vào/ ra tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng vùng này không
thuộc kiểu non - volatile nhưng đọc ghi được.
- Timer (bộ định thì ): Đọc /ghi T0 /T127
- Counter (bộ đếm ) : Đọc /ghi C0 /C 127
- Bộ đệm vào analog (đọc) : AIW0 /AIW30

- Bộ đệm ra analog (ghi) : AQW0 /AQW30
- Accumulator (thanh ghi) : AC0 /AC3
- Bộ đếm tốc độ cao : HSCO /HSC2
Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit , từng
byte , từng từ đơn (word - 2byte) , từ kép (Doudble word )
===============================================================
GVHD: BÙI THU HÀ SVTH : Nguyễn Tiền Hải
Bùi Thi Đào
Trần Đình Hà
Bùi Thi Dung
Nguyễn Văn Cảnh
6