Đồ Án Lập trình mô hình thang máy nhỏ dùng PLC-s7-300

CHÖÔNG I: GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ PLC
I/ GIÔÙI THIEÄU VEÀ PLC: Programmable logic control(Boä ñieàu khieån logic khaû trình)
Hình thaønh töø nhoùm caùc kyõ sö haõng General Motors naêm 1968 vôùi yù töôûng ban ñaàu
laø thieát keá moät boä ñieàu khieån thoûa maõn caùc yeâu caàu sau:
♦ Laäp trình deã daøng ngoân ngöõ laäp trình deã hieåu
♦ Deã daøng söûa chöõa thay theá
♦ OÅn ñònh trong moâi tröôøng coâng nghieäp
♦ Giaù caû caïnh tranh
* Sô ñoà khoái toång quaùt cuûa PLC:
Hình 1(nguoàn: DKTD.net)
* Heä thoáng ñieàu khieån PLC:
Hình 2 (nguoàn: DKTD.net)
Chương II: 2
GVHD: Nguyeãn Duy Kha SVTH: Nguyeãn Theá Troïng Nhaân – Nguyeãn Chaâu Ñoâng
II/ PHAÂN LOAÏI PLC:
PLC ñöôïc phaân loaïi theo 2 caùch:

Haõng saûn xuaát: Goàm caùc nhaõn hieäu nhö Siemen,Omron, Misubishi, Alenbratlay

Version:
Ví duï: PLC Siemen coù caùc hoï: S7-200, S7-300, S7-400, Logo.
PLC Misubishi coù caùc hoï: Fx, Fx, FxON
1/ CAÙC BOÄ ÑIEÀU KHIEÅN VAØ PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG:
* Caùc boä ñieàu khieån
Ta coù caùc boä ñieàu khieån: Vi xöû lyù, PLC vaø Maùy tính.
* Phaïm vi öùng duïng
Maùy tính:
Duøng trong nhöõng chöông trình phöùc taïp ñoøi hoûi ñoä chính xaùc cao. Coù giao dieän thaân
thieän Toác ñoä xöû lyù cao Coù theå löu tröõ vôùi dung löôïng lôùn
Vi xöû lyù:
Duøng trong nhöõng chöông trình coù ñoä phöùc taïp khoâng cao (vì chæ xöû lyù 8 bit). Giao dieän
khoâng thaân thieän vôùi ngöôøi söû duïng Toác ñoätính toaùn khoâng cao. Khoâng löu tröõ hoaëc löu
tröõ vôùi dung löôïng raát ít
PLC:
Ñoä phöùc taïp vaø toác ñoä xöû lyù khoâng cao Giao dieän khoâng thaân thieän vôùi ngöôøi söû duïng
Khoâng löu tröõ hoaëc löu tröõ vôùi dung löôïng raát ít Moâi tröôøng laøm vieäc khaéc nghieät
2/ CAÙC LÓNH VÖÏC ÖÙNG DUÏNG PLC:
PLC ñöôïc söû duïng khaù roäng raõi trong caùc ngaønh: Coâng nghieäp, Maùy noâng nghieäp,
Thieát bò y teá, Oâtoâ (xe hôi, caàn caåu )
3/ CAÙC ÖU ÑIEÅM KHI SÖÛ DUÏNG HEÄ THOÁNG ÑIEÀU KHIEÅN VÔÙI PLC:
- Khoâng caàn ñaáu daây cho sô ñoà ñieàu khieån logic nhö kieåu duøng rô le.
- Coù ñoä meàm deûo söû duïng raát cao, khi chæ caàn thay ñoåi chöông trình (phaàn meàm)
ñieàu khieån.
- Chieám vò trí khoâng gian nhoû trong heä thoáng.
- Nhieàu chöùc naêng ñieàu khieån.
- Toác ñoä cao.
- Coâng suaát tieâu thuï nhoû.
- Khoâng caàn quan taâm nhieàu veà vaán ñeà laép ñaët.
- Coù khaû naêng môû roäng soá löôïng ñaàu vaøo/rakhi noái theâm caùc khoái vaøo/ra chöùc naêng.
- Taïo khaû naêng môû ra caùc lónh vöïc aùp duïng môùi.
- Giaù thaønh khoâng cao.
Chính nhôø nhöõng öu theá ñoù, PLC hieän nay ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc heä thoáng ñieàu
khieån töï ñoäng, cho pheùp naâng cao naêng suaát saûn xuaát, chaát löôïng vaø söï ñoàng nhaát saûn
phaåm, taêng hieäu suaát , giaûm naêng löôïng tieâutoán, taêng möùc an toaøn, tieän nghi vaø thoaûi maùi
trong lao ñoäng. Ñoàng thôøi cho pheùp naâng cao tính thò tröôøng cuûa saûn phaåm.
III/ GIÔÙI THIEÄU CAÙC NGOÂN NGÖÕ LAÄP TRÌNH:
Caùc loaïi PLC noùi chung thöôøng coù nhieàu ngoân ngöõ laäp trình nhaèm phuïc vuï caùc ñoái töôïng söû
duïng khaùc nhau. PLC S7-300 coù 5 ngoân ngöõ laëp trình cô baûn. Ñoù laø:
Chương II: 3
GVHD: Nguyeãn Duy Kha SVTH: Nguyeãn Theá Troïng Nhaân – Nguyeãn Chaâu Ñoâng

Ngoân ngöõ “hình thang”, kyù hieäu laø LAD (Ladder logic).
Ñaây laø ngoân ngöõ ñoà hoaï thích hôïp vôùi nhöõngngöôøi quen thieát keá maïch logic.

Ngoân ngöõ “lieät keâ leänh”, kyù hieäu laø STL (Statement list).
Ñaây laø daïng ngoân ngöõ laäp trình thoâng thöôøngcuûa maùy tính. Moät chöông trình ñöôïc gheùp
bôûi nhieàu caâu leänh theo moät thuaät toaùn nhaátñònh, moãi leänh chieám moät haøng vaø ñeàu coù caáu
truùc chung laø “teân leänh” + “toaùn haïng”.

Ngoân ngöõ “hình khoái”, kyù hieäu laø FBD (Function Block Diagram).
Ñaây cuõng laø ngoân ngöõ ñoà hoaï thích hôïp vôùi nhöõng ngöôøi quen thieát keá maïch
ñieàu khieån soá.

Ngoân ngöõ GRAPH.
Ñaây laø ngoân ngöõ laäp trình caáp cao daïng ñoà hoaï. Caáu truùc chöông trình roõ raøng, chöông trình
ngaén goïn. Thích hôïp cho ngöôøi trong ngaønh cô khí voán quen vôùi giaûn ñoà Grafcet cuûa khí
neùn.
IV/ CAÙC TIEÂU CHUAÅN VAØ THOÂNG SOÁ KYÕ THUAÄT HOÏS7-300:
Heä thoáng ñieàu khieån kieåu Module nhoû goïn cho caùc öùng duïng trong phaïm vi
trung bình
♦ Coù nhieàu loaïi CPU
♦ Coù nhieàu Module môû roäng
♦ Coù theå môû roäng ñeán 32 Module
♦ Caùc Bus noái tích hôïp phía sau caùc Module
♦ Coù theå noái maïng Multipoint Interface (MPI), Profibus hoaëc Industrial Ethernet
♦ Thieát bò laäp trình trung taâm coù theå truy caäp ñeán caùc Module
♦ Khoâng haïn cheá raõnh
♦ Caøi ñaët caáu hình vaø thoâng soá vôùi coâng cuï trôï giuùp “HW-Config.
Chương II: 4
GVHD: Nguyeãn Duy Kha SVTH: Nguyeãn Theá Troïng Nhaân – Nguyeãn Chaâu Ñoâng
1/ CAÙC MODULE CUÛA PLC S7-300:
Hình 3 (nguoàn: DKTD.net)
* Module CPU:
Module CPU laø module chöùa boä vi xöû lyù, heä ñieàu haønh, boä nhôù, caùc boä ñònh thì, boä
ñeám, coång truyeàn thoâng (RS 485) vaø coù theå coøn coù moät vaøi coång vaøo/ra soá. Caùc coång
vaøo/ra soá coù treân module CPU ñöôïc goïi laø coång vaøo/ra onboard nhö CPU 314IFM. Trong
hoï PLC S7-300 coù nhieàu loaïi module CPU khaùc nhau. Noùi chung chuùng ñöôïc ñaët teân theo
boä vi xöû lyù coù trong noù nhö module CPU312, module CPU314, module CPU315 .
Nhöõng module cuøng söû duïng moät loaïi boä vi xöûlyù, nhöng khaùc nhau veà coång vaøo/ra
onboard cuõng nhö caùc khoái haøm ñaëc bieät ñöôïc tích hôïp saün trong thö vieän cuûa heä ñieàu haønh
phuïc vuï vieäc söû duïng caùc coång vaøo/ra onboard naøy seõ phaân bieät vôùi nhau trong teân goïi
baèng caùch theâm cuïm chöõ caùi IFM (Intergrated Function Module). Ví duï module
CPU313IFM, module CPU314IFM
Ngoaøi ra, coøn coù caùc loaïi module CPU vôùi hai coång truyeàn thoâng, trong ñoù coång
truyeàn thoâng thöù hai coù chöùc naêng chính laø phuïc vuï vieäc noái maïng phaân taùn nhö maïng
PROFIBUS (PROcess FIeld BUS). Taát nhieân keøm theocoång truyeàn thoâng thöù hai naøy laø
nhöõng phaàn meàm tieän duïng thích hôïp cuõng ñaõ ñöôïc caøi saün trong heä ñieàu haønh. Caùc loaïi
module CPU naøy ñöôïc phaân bieät vôùi caùc loaïi module CPU khaùc baèng caùch theâm cuïm töø DP
(Distributed Port). Ví duï nhö module CPU315-2DP.Tham khaûo hình döôùi:
Chương II: 5
GVHD: Nguyeãn Duy Kha SVTH: Nguyeãn Theá Troïng Nhaân – Nguyeãn Chaâu Ñoâng
Hình 4 (nguoàn: DKTD.net)
* Caùc loaïi module môû roäng:
- PS (Power Supply): Module nguoàn nuoâi, coù 3 loaïi 2A, 5A vaø 10A.
- SM (Signal Module): Module môû roäng coång tín hieäu vaøo/ra, goàm coù:
+ DI (Digital Input):Module môû roäng caùc coång vaøo soá vôùi soá löôïng coång coù theå laø 8, 16
hoaëc 32 tuøy theo töøng loaïi module. Goàm 24VDC vaø 120/230V AC.
+ DO (Digital Ouput): Module môû roäng caùc coång ra soá vôùi soá löôïng coång coù theå laø 8, 16
hoaëc 32 tuøy theo töøng loaïi module. Goàm 24VDC vaø ngaét ñieän töø.
+ DI/DO (Digital Input/Output):Module môû roäng caùc coång vaøo/ra soá vôùi soá löôïng coång
coù theå laø 8 vaøo/8 ra hoaëc 16 vaøo/16 ra tuøy theo töøng loaïi module.
+ AI (Analog Input):Module môû roäng caùc coång vaøo töông töï. Veà baûn chaát chuùng laø
nhöõng boä chuyeån ñoåi töông töï soá 12 bits (AD),töùc laø moãi tín hieäu töông töï ñöôïc chuyeån
ñoåi thaønh moät tín hieäu soá (nguyeân) coù ñoä daøi 12 bits. Soá caùc coång vaøo töông töï coù theå laø
2, 4 hoaëc 8 tuøy theo loaïi module. Tín hieäu vaøocoù theå laø aùp, doøng, ñieän trôû.
+ AO (Analog Output):Module môû roäng caùc coång ra töông töï. Chuùng laø nhöõng boä
chuyeån ñoåi soá töông töï 12 bits (DA). Soá caùc coång ra töông töï coù theå laø 2, 4 hoaëc 8 tuøy
theo loaïi module. Tín hieäu ra coù theå laø aùp hoaëc doøng.
+ AI/AO (Analog Input/Ouput):Module môû roäng caùc coång vaøo/ra töông töï. Soácaùc coång
töông töï coù theå laø 4 vaøo/2 ra hoaëc 4 vaøo/4 ra tuøy theo töøng loaïi module.
+ IM (Interface module): Module gheùp noái. Ñaây laø loaïi module chuyeân duïng coù nhieäm
vuï noái töøng nhoùm caùc module môû roäng laïi vôùi nhau thaønh moät khoái vaø ñöôïc quaûn lyù
chung bôûi moät module CPU. Thoâng thöôøng caùc module môû roäng ñöôïc gaù lieàn vôùi nhau
treân moät thanh ñôõ goïi laø rack (hình 2.3). Treân moãi thanh rack chæ coù theå gaù toái ña 8
module môû roäng (khoâng keå module CPU, nguoàn nuoâi). Moät module CPU S7-300 coù theå
laøm vieäc tröïc tieáp vôùi nhieàu nhaát 4 racks vaø caùc racks naøy phaûi ñöôïc noái vôùi nhau baèng
module IM