Tài liệu ứng dụng plc s7 1200 giám sát và điều khiển bơm ổn định áp suất nước

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PLC S7-1200 GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN BƠM ỔN ĐỊNH ÁP SUẤT NƯỚC Giáo viên hướng dẫn: TH.S NGUYỄN ANH TUẤN Tp.HCM, ngày , tháng , năm 2019 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH VẼ DANH SÁCH BẢNG 1 CHƯƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài Trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng dần và đã có rất nhiều cảnh báo về tiết kiệm năng lượng. Các ngành công nghiệp nói chung và ngành nước nói riêng vẫn sử dụng công nghệ truyền động không thích hợp, điều khiển thụ động, không linh hoạt. Đối với nhà máy nước, yếu tố cấu thành giá nước bị chi phối phần lớn bởi chi phí điện bơm nước (30-35%). Trước đây tồn tại quan điểm việc đầu tư vào tiết kiệm năng lượng là một công việc tốn kém và không mang lại hiệu quả thiết thực. Với công nghệ biến tần tính toán đã chỉ ra việc đầu tư vào hệ thống điều khiển tiết kiệm năng lượng cho trạm bơm có thời gian hoàn vốn đầu tư hết sức ngắn và giảm được chi phí cho công tác quản lí vận hành thiết bị. Máy bơm và quạt gió là những ứng dụng rất thích hợp với truyền động biến đổi tốc độ tiết kiệm năng lượng. Trong phạm vi đồ án, chúng ta chỉ đề cập đến việc sử dụng thiết bị biến tần trong điều khiển tốc độ tiết kiệm năng lượng cho các máy bơm mà vẫn ổn định áp suất trong đường ống cấp nước. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Đối với các hệ thống bơm cấp nước trong thực tế, người ta sử dụng máy bơm công suất lớn, biến tần công suất lớn để bơm cấp nước cho cả khu dân cư, thành phố, cho cả khu công nghiệp. Với đề tài này, chúng em đã mô hình hóa hệ thống nên chỉ sử dụng biến tần công suất nhỏ và bơm công suất nhỏ để mô tả hoạt động của hệ thống. Một phần vì máy bơm ba pha thường rất to và nặng kéo theo hệ thống sẽ không đơn giản, lý do nữa là chi phí cho một đồ án như vậy là quá lớn với khả năng của chúng em. Để thực hiện được đề tài chúng em đã: - Nghiên cứu kĩ hệ thống bơm cấp nước trong thực tế, nắm rõ trình tự điều khiển từng máy bơm - Tìm hiểu về PLC Simatic S7-1200: Nghiên cứu cấu trúc phần cứng, cấu trúc bộ nhớ của PLC S7-1200 - Tìm hiểu về cách sử dụng biến tần - Lựa chọn biến tần và động cơ có công suất hợp lý - Tìm hiểu giao tiếp giữa PLC S7-1200 và biến tần - Lập trình PLC - Lập trình bộ PID để điều khiển máy bơm - Tìm hiểu Module truyền thông GPRS CP 1242-7 V2 để điều khiển và giám sát từ xa thông qua GPRS - Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm TIA PORTAL dùng để lập trình cho PLC S7-1200 và WinCC để thiết kế giao diện. 1.3 Ý nghĩa khoa học của đề tài Đề tài cho thấy việc ứng dụng của tự động hóa vào cuộc sống là rất cần thiết, nó giúp ta tiết kiệm được thời gian, công sức, tiền bạc nhưng vẫn mang lại hiệu quả kinh tế cao và hoạt động rất ổn định. Từ đề tài nghiên cứu về điều khiển ổn định áp suất nước cho đường ống nước, chúng ta có thể mở rộng cho hệ thống điều khiển lò nhiệt, hệ thống điều hòa không khí,… 1.4 Phạm vi nghiên cứu Từ những kiến thức cơ sở học được tại trường và ngoài thực tế, do còn hạn chế về kiến thức cũng như về khả năng kinh tế và thời gian có hạn nên chúng em chỉ có thể tạo mô hình mang tính chất mô phỏng cao để thể hiện quy trình hoạt động của hệ thống cấp nước trong thực tế. Trong đó, chúng em đã thực hiện một số công việc: - Lập trình PLC theo thuật toán đưa ra - Giao tiếp PLC với WinCC giám sát hệ thống - Giao tiếp truyền thông PLC với biến tần - Thiết kế giao diện điều khiển tự động với WinCC - Lập trình PID bằng PLC cho động cơ hoạt động theo giá trị áp suất yêu cầu - Điều khiển và giám sát hệ thống từ xa qua GPRS 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ÁP SUẤT Mỗi trạm bơm thường có nhiều máy bơm cùng cấp nước vào cùng một đường ống. Áp lực và lưu lượng của đường ống thay đổi hàng giờ theo nhu cầu sử dụng. Bơm và các thiết bị đi kèm như đường ống, van, đài nước được thiết kế với lưu lượng nước bơm rất lớn. Vì thế điều chỉnh lưu lượng nước bơm được thực hiện bằng các phương pháp sau: - Điều chỉnh bằng cách khép van trên ống đẩy của bơm - Điều chỉnh bằng cách đóng mở các máy bơm hoạt động đồng thời - Điều khiển thay đổi tốc độ quay bằng khớp nối Điều khiển theo những phương pháp trên không những không tiết kiệm được năng lượng điện tiêu thụ mà còn gây nên hỏng hóc thiết bị và đường ống do chấn động khi đóng mở van gây nên, đồng thời các máy bơm cung cấp không bám sát được chế độ tiêu thụ trên mạng lưới. Để giải quyết các vấn đề kể trên chỉ có thể sử dụng phương pháp điều khiển truyền động biến đổi tốc độ bằng biến tần kết hợp với thuật toán điều khiển PID. Thiết bị biến tần là thiết bị điều chỉnh biến đổi tốc độ quay của động cơ bằng cách thay đổi tần số của dòng điện cung cấp cho động cơ. 2.1 Nguyên tắc điều khiển trong hệ thống Đầu ra của PLC được nối với biến tần để điều khiển biến tần và từ dây biến tần điều khiển tốc độ động cơ. Khi sử dụng thiết bị biến tần cho phép điều chỉnh một cách linh hoạt lưu lượng và áp lực cấp vào mạng lưới theo yêu cầu tiêu thụ. Với tín hiệu từ cảm biến áp lực phản hồi về PLC, PLC sẽ so sánh giá trị truyền về này với giá trị đặt để từ đó ra lệnh cho biến tần giúp thay đổi tốc độ của động cơ bằng cách thay đổi tần số dòng điện đưa vào động cơ để đảm bảo áp suất nước trong đường ống được ổn định. Sử điều chỉnh linh hoạt các máy bơm khi sử dụng biến tần được cụ thể như sau: - Điều chỉnh tốc độ quay khi áp suất thay đổi - Đa dạng trong phương thức điều khiển các máy bơm trong trạm bơm. Một thiêt bị biến tần có thể điều khiển tới 5 máy bơm 1.1.1 Phương thức điều khiển bơm Có 3 phương thức điều khiển các máy bơm: - Điều khiển theo mực nước: Trên cơ sở tín hiệu mực chất lỏng trong bể hút hồi tiếp về PLC. Bộ vi xử lý sẽ so sánh tín hiệu hồi tiếp với mực chất lỏng được cài đặt. Trên cơ sở kết quả so sánh, PLC sẽ điều khiển đóng mở các máy bơm sao cho phù hợp để mực chất lỏng trong bể luôn bằng giá trị cài đặt. Ngược lại khi tín hiệu hồi tiếp lớn hơn giá trị cài đặt, biến tần sẽ điều khiển các bơm để mực chất lỏng luôn đạt giá trị đặt. - Điều khiển theo hình thức chủ động thụ động: Mỗi một máy bơm được nối với một bộ biến tần trong đó có một biến tần là chủ động, các biến tần khác là thụ động. Khi tín hiệu hồi tiếp về biến tần chủ động thì bộ vi xử lý của biến tần này sẽ so sánh với tín hiệu được đặt để từ đó tác động đến các biến tần thụ động điều chỉnh tốc độ quay của các máy bơm cho phù hợp và không gây ra hiện tượng đập thủy lực phản hồi từ hệ thống. Phương thức điều khiển này là linh hoạt nhất khắc phục những khó khăn trong quá trình vận hành bơm khác với thiết kế. Phương thức này được sử dụng cho trường hợp thay đổi cả về lưu lượng và áp suất trên mạng lưới. - Điều khiển theo hình thức biến tần điều khiển một bơm: Một máy bơm chính thông qua thiết bị biến tần, các máy bơm còn lại đóng mở trực tiếp bằng khởi động mềm. Khi tín hiệu áp lực và lưu lượng trên mạng lưới hồi tiếp về PLC, bộ vi xử lý sẽ so sánh với giá trị cài đặt và điều khiển tốc độ máy bơm chính chạy với tốc độ phù hợp. Đây cũng chính là cách mà nhóm em đã tiến hành làm. Khi mà bơm được điều khiển bằng biến tần hoạt động ở chế độ định mức mà vẫn chưa đáp ứng được áp suất trên đường ống thì PLC sẽ ra lệnh để đưa các máy bơm khởi động mềm tham gia vào hệ thống nhằm duy trì được áp suất mong muốn trong đường ống. Đến một lúc nào đó, khi mà áp suất trong đường ống đã đủ thì PLC sẽ ngắt các bơm phụ ra dần dần tránh áp suất cao gây nguy hiểm cho đường ống. Trong trường hợp ngắt tất cả các bơm mà áp suất vẫn còn cao thì PLC sẽ ra lệnh cho biến tần để biến tần giảm dần tần số của động cơ để đưa áp suất trong đường ống về gần bằng giá trị đặt nhanh nhất trong thời gian có thể. Tất cả những việc này được theo dõi và giám sát bằng Tia Portal qua màn hình máy tính (hoặc được điều khiển bằng tay). 2.1.1 Những ưu điểm khi điều khiển tốc độ bơm bằng thiết bị biến tần - Hạn chế dòng khởi động cao - Tiết kiệm năng lượng - Điều khiển linh hoạt các máy bơm - Dãy công suất rộng từ 1,1 – 400KW - Tự động ngừng khi đạt tới điểm cài đặt - Tăng tốc nhanh giúp biến tần bắt kịp tốc độ hiện thời của động cơ - Tự động tăng tốc giảm tốc tránh quá tải hoặc quá điện áp khi khởi động - Bảo vệ được động cơ khi: ngắn mạch, mất pha, lệch pha, quá tải, quá dòng, quá nhiệt,… - Kết nối được với máy tính chạy trên hệ điều hành Window - Kích thước nhỏ gọn, không chiếm diện tích trong nhà trạm - Mô-men khởi động cao với chế độ tiết kiệm năng lượng - Dễ dàng lắp đặt vận hành - Hiển thị các thông số của động cơ và biến tần 2.1.2 Mô tả hoạt động của hệ thống (được điều khiển theo hình thức biến tần điều khiển một bơm) Trong hệ thống có tất cả là 2 máy bơm: một máy bơm 3 pha và một máy bơm 1 pha. Biến tần sẽ điều khiển trực tiếp máy bơm 3 pha, máy bơm 1 pha sẽ bơm dự phòng khi mà máy bơm 3 pha chạy hết công suất định mức mà áp suất vẫn chưa ổn định ở giá trị setpoint. Máy bơm dự phòng này sẽ được điều khiển trực tiếp bằng điện lưới 220V. Khởi động hệ thống lên thì máy bơm 3 pha được điều khiển bằng biến tần sẽ được chạy cho đến khi đạt được áp suất đặt, khi áp suất trong đường ống đã bằng áp suất đặt thì biến tần sẽ giữ ổn định tốc độ của máy bơm này. Trường hợp tải thay đổi tức là áp suất thay đổi, tùy theo tải tăng hay giảm thì biến tần sẽ điều khiển máy bơm chạy nhanh hay chậm. Khi tải tăng tức là áp suất giảm, lúc này muốn ổn định áp suất thì biến tần sẽ điều khiển máy bơm chạy nhanh hơn (tăng tần số của máy bơm 3 pha) cho tới khi đạt áp suất đặt. Ngược lại, khi tải giảm thì biến tần sẽ giảm tần số của máy bơm xuống cho tới khi đạt áp suất đặt. Nếu lúc tải giảm mạnh nhất (áp suất tăng lên cao) thì bơm dự phòng sẽ tự động dừng chỉ còn bơm biến tần hoạt động. Hệ thống cứ hoạt động liên tục như vậy, áp suất trong đường ống luôn luôn giữ ổn định tránh tình trạng áp suất tăng quá cao sẽ gây vỡ đường ống. 2.2 Hệ thống điều khiển áp suất Sử dụng biến tần Mitsubishi E720 điều khiển động cơ bơm, công suất tiêu thụ của động cơ sẽ được biến tần điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu phụ tải. Động cơ thứ 2 sẽ sử dụng chạy nền nếu sau này phụ tải phát triển lớn hơn. Một sensor áp suất được đưa vào đầu ra nước cấp của Nhà máy để đo áp lực nước đưa về hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển là 1 PLC S7-1200 (Siemens) đảm bảo cho việc tự động hóa hoàn toàn quá trình bơm cấp nước của Nhà máy. Vận hành hệ thống thông qua Tia Portal. Figure 1: Biểu đồ minh họa hoạt động điều khiển bơm Như vậy với viêc đưa biến tần vào hệ thống sẽ hoạt động bám sát theo đúng thực tế lưu lượng phụ tải, do vậy sẽ giảm đáng kể năng lượng tiêu hao không cần thiết vào các giờ phụ tải thấp điểm. Hệ thống sẽ tự động giám sát áp suất nước trên đường ống và điều khiển ngược lại để đảm bảo giữ đúng áp suất theo yêu cầu. PLC sẽ điều khiển áp suất nước trên đường ống theo đồ thị phụ tải hàng ngày, tức là hệ thống sẽ điều khiển áp suất theo thời gian thực. Hệ thống điều khiển tự động này thực hiện một số chức năng chính sau:  Đo lường: do đầu đo áp suất đo lường và chuyển đổi để đưa về CPU của S71200  Xử lý thông tin: bộ điều khiển trung tâm sẽ đảm nhiệm vấn đề này  Điều khiển: S7-1200 sẽ phối hợp với biến tần làm việc này theo yêu cầu  Giám sát: S7-1200 sẽ kết nối đầu đo áp suất để giám sát hệ thống hoạt động  Giao tiếp giữa người vận hành và thiết bị: sử dụng phần mềm giao diện người máy Tia Portal. Đồng thời để cho phép mở rộng và phát triển phụ tải sau này, hệ thống có thể sử dụng cùng lúc hai bơm nếu cần. Bơm thứ hai sẽ được đóng chạy trực tiếp thông qua contactor như là một bơm nền và bơm có biến tần sẽ chạy điều chỉnh cho phù hợp với phụ tải. 3 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH 2.3 Giới thiệu về PLC S7-1200 2.3.1 Lịch sử ra đời và phát triển của PLC 2.3.1.1 Định nghĩa PLC là từ viết tắt của Programmable Logic Controller (Bộ điều khiển logic khả trình), được dùng để thay thế chức năng của các bộ rơle, bộ đếm hay bộ định thời trong các thiết bị điều khiển, đồng thời có thêm khả năng tính toán cơ bản giúp khả năng điều khiển dễ dàng được thực hiện. Hiệp hội những nhà sản xuất điện quốc gia (NEMA) định nghĩa “PLC là thiết bị điện tử định hướng kĩ thuật số, sử dụng bộ nhớ có thể lập trình được để thực hiện những chức năng đặc biệt như logic, chuỗi, định thời, đếm và tính toán thông qua các mô-đun vào/ra số hoặc tương tự, có khả năng điều khiển các máy móc và các bộ xử lí khác nhau”. 2.3.1.2 Lịch sử ra đời Khái niệm PLC là ý tưởng của nhóm kỹ sư hãng General Motors vào năm 1968, với ý tưởng ban đầu là thiết kế và chế tạo một thiết bị với các chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu điều khiển sau: - Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển. - Cấu trúc dạng mô-đun dễ mở rộng, dễ bảo trì và sửa chữa. - Đảm bảo độ tin cậy hơn bộ điều khiển rơle. - Đầu ra phải có khả năng kết nối tới các máy tính bậc cao hơn. - Có hiệu quả kinh tế hơn so với bộ điều khiển rơle. - Điện áp đầu vào sử dụng nguồn 115 VAC. - Điện áp đầu ra 115 VAC, 2A. - Trang bị bộ nhớ có khả năng lập trình được. - Có khả năng mở rộng mà không cần phải thay đổi toàn bộ hệ thống. Năm 1970, bộ điều khiển logic khả trình đầu tiên đã ra đời, đáp ứng được các thông số kỹ thuật cơ bản và mở ra sự phát triển cho một công nghệ điều khiển mới. PLC có thể được coi là một tiến bộ mới với những chức năng giống như hệ điều khiển sử dụng rơle, thiết bị tương tự, hay các bộ xử lý logic khác. Theo thời gian, các chức năng của PLC ngày càng được cải thiện nhưng các tiêu chí thiết kế cũng như chi tiết kỹ thuật vẫn dựa trên những ý tưởng ban đầu là dễ sử dụng và có khả năng tái sử dụng. Những tiến bộ về phần cứng: - Dung lượng bộ nhớ lớn hơn. - Số lượng ngõ vào/ra nhiều hơn. - Nhiều loại mô-đun chuyên dụng hơn. - Có khả năng điều khiển các ngõ vào/ra từ xa thông qua kỹ thuật truyền thông. - Phát triển và hoàn chỉnh hơn về tốc độ xử lý cũng như hiệu suất làm việc bằng cách áp dụng những tiến bộ trong công nghệ điện tử và vi xử lý. - Chi phí giá thành thấp. - Giao diện điều khiển được cải thiện. Về phần mềm cũng có sự phát triển cụ thể là: - Lập trình hướng đối tượng đa ngôn ngữ dựa trên tiêu chuẩn IEC 1131-3. Nhưng ngôn ngữ được sử dụng nhiều và hiệu quả nhất là ngôn ngữ bậc thang. - Ngôn ngữ lập trình bậc cao như C hay Passcal đã được sử dụng để lập trình cho các mô-đun của PLC, giúp tạo sự linh hoạt hơn khi giao tiếp với các thiết bị ngoại vi và thao tác dữ liệu. - Các lệnh lập trình đơn giản nhờ có sự mở rộng của các khối chức năng. - Hệ thống chuẩn đoán và phát hiện lỗi đã được mở rộng và đơn giản hóa, nhằm phát hiện lỗi trong điều khiển bao gồm chuẩn đoán máy, tìm lỗi trong quá trình điều khiển. - Từ các lệnh logic đơn giản thì ngày nay các bộ PLC được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thời, tác vụ đếm, sau đó làcác lệnh về xử lý toán học, xử lý bảng dữ liệu, xử lý xung ở tốc độ cao, tính toán số thực 32-bit, xử lý thời gian thực, đọc mã vạch giúp PLC có khả năng thực hiện các yêu cầu phức tạp. - Thao tác và xử lý dữ liệu được đơn giản hóa phù hợp với các yêu cầu điều khiển phức tạp. Ngày nay, PLC cung cấp khả năng dự đoán cao. Chúng có thể giao tiếp với các hệ thống điều khiển khác, đưa ra các báo cáo sản xuất, lập kế hoạch sản xuất, và dự đoán lỗi của hệ thống trong quá trình hoạt động. Chính những tiến bộ đó đã góp phần làm cho PLC ngày càng đóng một vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu về chất lượng và năng suất công việc. Table 1: Lịch sử ra đời của PLC Năm 1968 1969 Sự kiện Ra đời khái niệm về bộ điều khiển logic khả trình - PLC Giới thiệu bộ điều khiển logic khả trình PLC đầu tiên với bộ nhớ 1k và xử lý được 128 điểm vào/ra 1975 PLC với bộ điều khiển PID 1980 Các module vào/ra thông minh 1981 PLC nối mạng, 16-bit PLC, các màn hình CRT màu 1992 Chuẩn IEC 61131 ra đời 1996 PLC được thiết kế với các khe cắm để có thể mở rộng các mô-đun vào/ra Ngày nay Các PLC có thể kết nối với nhau tạo thành các hệ thống điều khiển phân tán 2.3.1.3 Tiêu chuẩn của PLC a) Tiêu chuẩn IEC (Uỷ ban kỹ thuật điện quốc tế) Ngày nay, nhiều người đã gặp những khó khăn nhất định với ngôn ngữ lập trình và truyền thông khi làm việc với PLC của các nhà sản xuất khác nhau. Để giải quyết vấn đề, IEC đã thống nhất và đưa ra tiêu chuẩn quốc tế IEC 1131. Tiêu chuẩn này bao gồm 5 phần. Phần Mô tả 1 Đặc điểm cơ bản của PLC và định nghĩa các thuật ngữ 2 Các chức năng cần thiết và các điều kiện thử nghiệm của các tính năng 3 Ngôn ngữ lập trình 4 Chú ý cho người sử dụng 5 Giao tiếp và mạng truyền thông 2.3.2 Giới thiệu về PLC S7-1200 2.3.2.1 Giới thiệu chung Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200. So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nỗi trội: S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200, bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO). Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển:  Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC  Tính năng “Know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Ngoài ra bạn có thể dùng các Module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232. Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 hỗ trợ 3 ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 14 của Siemems. Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal V14 phần mềm này đã bao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI. 2.3.2.2 Cấu tạo PLC S7-1200 Figure 2: Thành phần của PLC (1) Bộ phận kết nối nguồn. (2) Các bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo được (phía sau các nắp che) và khe cắm thẻ nhớ nằm dưới cửa phía trên. (3) Các LED trạng thái dành cho I/O tích hợp. (4) Bộ phận kết nối PROFINET (phía trên của CPU Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung lượng giúp cho người dùng tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau. Chức năng Kích thước vật lý (mm) Bộ nhớ người dùng:  Bộ nhớ làm việc  Bộ nhớ nạp  Bộ nhớ giữ lại CPU 1211C CPU 1212C 90 x 100 x 75  25 kB  1 MB  2 kB I/O tích hợp cục bộ:  Kiểu số  Kiểu tương tự Kích thước ảnh tiến trình Bộ nhớ bit (M) Độ mở rộng các module tín hiệu Bảng tín hiệu Các module truyền thông Các bộ đếm tốc độ cao  Đơn pha  Vuông pha Các ngõ ra xung Thẻ nhớ Thời gian lưu giữ đồng hồ thời gian thực PROFINET Tốc độ thực thi tính toán thực Tốc độ thực thi Boolean CPU 1214C 110 x 100 x 75  50 kB  2 MB  2 kB  6 ngõ vào / 4 ngõ ra  2 ngõ ra  8 ngõ vào / 6 ngõ ra  2 ngõ ra  14 ngõ vào / 10 ngõ ra  2 ngõ ra 1024 byte ngõ vào (I) và 1024 byte ngõ ra (Q) 4096 byte 2 Không 8192 byte 8 1 3 (mở rộng về bên trái) 3 4  3 tại 100 kHz  3 tại kHz 80  3 tại 100 kHz 1 tại 30 kHz  3 tại 80 kHz 1 tại 20 kHz 6  3 tại 100 kHz 3 tại 30 kHz  3 tại 80 kHz 3 tại 20 kHz 2 Thẻ nhớ SIMATIC (tùy chọn) Thông thường 10 ngày / ít nhất 6 ngày tại 400C 1 cổng truyền thông Ethernet 18 μs/lệnh 0,1 μs/lệnh Họ S7-1200 cung cấp một số lượng lớn các module tín hiệu và bảng tín hiệu để mở rộng dung lượng của CPU. Người dùng còn có thể lắp đặt thêm các module truyền thông để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác. Module Module tín hiệu (SM) Bảng tín hiệu (SB) Chỉ ngõ vào Chỉ ngõ ra 8 x DC In 8 x DC Out 8 x Relay Out 16 x DC In 16 x DC Out 16 x Relay Out Kiểu tương tự 4 x Analog In 8 x Analog In 2 x Analog In 4 x Analog In Kiểu số _ _ _ 1 x Analog In Kiểu số Kiểu tương tự Module truyền thông (CM)  RS485  RS232 Kết hợp In/Out 8 x DC In / 8 x DC Out 8 x DC In / 8 x Relay Out 16 x DC In / 16 x DC Out 16 x DC In / 16 x Relay Out 4 x Analog In / 2 x Analog Out 2 x DC In / 2 x DC Out _ 2.3.2.3 Các bảng tín hiệu Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU. Người dùng có thể thêm một SB với cả I/O kiểu số hay kiểu tương tự. SB kết nối vào phía trước của CPU.  SB với 4 I/O kiểu số (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC)  SB với 1 ngõ ra kiểu tương tự. Figure 3: Các bảng tín hiệu của PLC S7-1200 (1) Các LED trạng thái trên SB