Tài liệu Bài giảng siemens plc

BÀI GIẢNG MÔN HỌC SIEMENS PLC S7 – 300 Chương mở đầu: Giới thiệu dòng sản phẩm Siemens Chương 1: Nhập môn PLC S7 – 300 Chương 2: Cấu trúc PLC S7 – 300 Chương 3: Hướng dẫn sử dụng phần mềm lập trình PLC S7-300 Chương 4: Ngôn ngữ lập trình STL Chương 5: Kỹ thuật lập trình Chương 6: Bài tập thực hành CHƯƠNG MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU DÒNG SẢN PHẨM SIEMENS • PLC S7 – 200: loại cực nhỏ, thích hợp cho những ứng dụng riêng lẽ, với số lượng I/O vừa phải. • PLC S7 – 300: loại trung bình, thích hợp cho những ứng dụng vừa phải. • PLC S7 – 400: tiêu chuẩn ở mức cao đáp ứng được các bài toán điều khiển ở mức cao nhất. CHƯƠNG 1: NHẬP MÔN PLC S7 – 300 2.1. Đại số Boolean 2.2. Biểu diễn số nguyên dương 2.3. Biểu diễn số nguyên có dấu 2.1. Đại số Boolean 2.1.1. Biến và hàm hai trị - Biến 2 trị (Biến Boolean): là loại hàm số mà miền giá trị của nó chỉ có hai phần tử, đó là 0 và 1 - Hai biến Boole được gọi là độc lập với nhau nếu sự thay đổi giá trị của biến này không ảnh hưởng tới giá trị của biến kia - Ngược lại, nếu giá trị của biến này phụ thuộc vào giá trị của biến kia thì gọi là biến phụ thuộc - Hàm hai trị là mô hình toán học mô tả sự phụ thuộc của một biến Boole vào các biến Boole khác 2.1.1. Biến và hàm hai trị (tt) Ví dụ minh họa: x y z Công tắc x, y: là biến Boole hai trị (0 và 1) Đèn z: cũng là biến Boole hai trị x và y là hai biến Boole độc lập nhau Đèn z là biến Boole phụ thuộc vào hai biến công tắc 2.1.2. Các phép toán trên hàm hai trị a. Phép Not (y = Not(x)) x y 0 1 1 0 b. Phép cộng (z = x + y) X Y Z 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 c. Phép giao (z = x^y) X Y Z 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 2.2. Biểu diễn số nguyên dương 2.2.1. Trong hệ cơ số 10 (hệ thập phân) Một số nguyên dương un bất kỳ, trong hệ cơ số 10 bao giờ cũng được biểu diễn đầy đủ bằng dãy con số nguyên từ 0 đến 9 Ví dụ: un = 515 được biểu diễn trong cơ số 10 515 = 5.102 + 1.101 + 5.100 2.2.2. Trong hệ cơ số 2 (hệ nhị phân) Cách biểu diễn un trong hệ cơ số 10 chưa phù hợp với nguyên tắc mạch điện (hay nguyên tắc hàm 2 trị). Để sử dụng nguyên tắc hàm 2 trị, ta đưa ra khái niệm bit. Ví dụ: un = 205 Được biểu diễn như sau: 11001101 205 = 1.27 + 1.26 + 0.25 + 0.24 + 1.23 + 1.22 + 0.21 + 1.20 2.2.3. Trong hệ cơ số 16 (hệ Hexadecimal) Cũng giống như hệ cơ số 10, một số nguyên dương bất kỳ cũng có thể biểu diễn trong hệ cơ số 16 như sau: Ví dụ: 7723 trong hệ cơ số 10 được biểu diễn thành 1E2B trong hệ cơ số 16 1E2B = 1.163 + 14.162 + 2.161 + 11.160 2.2.4. Mã BCD trong số nguyên dương Số 259 trong hệ thập phân được biểu diễn dưới dạng mã BCD như sau: 0010 0101 1001 2 5 9 2.3. Biểu diễn số nguyên có dấu Số nguyên có dấu uk được biểu diễn theo quy tắc bù loại 2 gồm các bước sau: -Biểu diễn |uk| trong hệ cơ số 2 thành dãy các bit xk -Đảo giá trị từng bit xk, thành -Cộng thêm 1 Ví dụ: biểu diễn uk=-15 trong hệ có số 2 với độ dài 8 bit? Lần lượt thực hiện theo 3 bước trên. CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC PLC S7 – 300 2.1. Định nghĩa 2.2. Các tín hiệu kết nối với PLC 2.3. Các module của PLC S7-300 2.4. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ 2.5. Cấu trúc bộ nhớ của CPU 2.6. Vòng quét chương trình 2.7. Cấu trúc chương trình 2.8. Các khối OB đặc biệt 2.1. Định nghĩa Thieát bò ñieàu khieån logic khaû trình PLC (Programmable Logic Controller) laø loaïi thieát bò cho pheùp thöïc hieän linh hoaït caùc thuaät toaùn ñieàu khieån soá thoâng qua moät ngoân ngöõ laäp trình, thay cho vieäc phaûi theå hieän thuaät toaùn ñoù baèng maïch soá. Ưu điểm: + Nhoû goïn + Deã thay ñoåi thuaät toaùn + Deã trao ñoåi thoâng tin vôùi moâi tröôøng xung quanh (với PLC khác hoặc với máy tính) *> Các bộ phận chính của PLC: - Boä vi xöû lí trung taâm (CPU) - Heä ñieàu haønh - Boä nhôù chöông trình - Caùc coång vaøo ra,… 2.2. Caùc tín hieäu keát noái vôùi PLC + Tín hieäu soá: Laø caùc tín hieäu thuoäc daïng haøm Boolean, daïng tín hieäu chæ coù 2 trò 0 hoaëc 1. Ñoái vôùi PLC Siemens: - Möùc 0: töông öùng vôùi 0V hoaëc hôû maïch - Möùc 1 : töông öùng vôùi 24V Ví dụ: Caùc tín hieäu töø nuùt nhaán, töø caùc coâng tắc hành trình,… đều là những tín hiệu số. + Tín hieäu töông töï: Là tín hiệu liên tục từ 0-10V hoặc 4-20mA. Ví dụ: tín hiệu đọc từ cảm biến loadcell,… 2.3. Các module của PLC S7 - 300 2.3.1. Module CPU Modul CPU laø loaïi Module chöùa vi xöû lí, heä ñieàu haønh, boä nhôù, caùc boä thôøi gian, bộ đếm, cổng truyền thông vaø coång vaøo ra soá. Caùc coång vaøo ra soá treân CPU ñöôïc goïi laø coång vaøo ra Onboard. Trong họ PLC S7 – 300 có nhiều loại CPU khác nhau: CPU312, CPU314, CPU315,… 2.3.2. Các module mở rộng: - - Được chia thành 5 loại chính sau: Nguồn nuôi (PS: Power Supply): cung cấp nguồn cho CPU và các module khác. SM (Signal Module): Module tín hiệu vào ra, bao gồm: + DI: Digital Input + DO: Digital Output + DI/DO: Digital In/Output + AI: Analog Input + AO: Analog Output + AI/AO: Analog In/Output IM (Interface Module): Module ghép nối FM (Function Module): Module điều khiển riêng: điều khiển Servo,… CP (Communication Module): Module truyền thông