Đồ án điều khiển 3: Thiết kế mô hình thí nghiệm PLC S7-1200 Siemens

Đồ án điều khiển 3 thiết kế mô hình PLC S7-1200 chi tiết. Hướng dẫn lý thuyết, sơ đồ kết nối và code lập trình TIA Portal cho sinh viên tham khảo.

• Người hướng dẫn: Nguyễn Việt Khoa
• Trường học: Trường Cao Đẳng Công Thương Tp.HCM
• Chuyên ngành: Điện - Điện tử
• Đề tài: Thiết Kế Mô Hình Thí Nghiệm PLC S7-1200 Siemens
• Loại tài liệu: Đồ án
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• NHẬN XÉT CỦA GVHD
• NHẬN XÉT CỦA GVPB
• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. HÌNH ẢNH VÀ THÀNH PHẦN MÔ HÌNH
• 1.2. GIỚI THIỆU PLC S7-1200
• 1.2.1. Giới thiệu chung về PLC S7-1200
• 1.2.1.1. Khái niệm chung PLC s7-1200
• 1.2.2. Các module trong hệ PLC S7-1200
• 1.2.2.1. Giới thiệu về các module CPU
• 1.2.3. Module xuất nhập tín hiệu số
• 1.2.4. Module xuất nhập tín hiệu tƣơng tự
• 1.2.5. Module truyền thông
• 1.3. Làm việc với phần mềm Tia Portal
• 1.3.1. Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI
• 1.3.2. Cách tạo một Project
• 1.3.3. TAG của PLC / TAG local
• 1.4. Làm việc với một trạm PLC
• 1.4.1. Quy định địa chỉ IP cho module CPU
• 1.4.2. Đổ chƣơng trình xuống CPU
• 1.4.3. Giám sát và thực hiện chƣơng trình
• 1.5. Kỹ thuật lập trình
• 1.5.1. Vòng quét chƣơng trình
• 1.5.2. Cấu trúc lập trình
• 1.5.2.1. Khối tổ chức OB – OGANIZATION BLOCKS
• 1.5.2.2. Hàm chức năng – FUNCTION
• 1.6. Giới thiệu các tập lệnh
• 1.6.1. Bit logic (tập lệnh tiếp điểm)
• 1.6.2. Sử dụng bộ Timer
• 1.6.3. Sử dụng bộ Counter
• 1.6.4. So sánh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Đồ Án Điều Khiển 3 Mục Tiêu Ứng Dụng Thực Tế

Đồ án điều khiển 3 đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá khả năng của sinh viên trong việc áp dụng kiến thức đã học vào giải quyết các bài toán thực tế. Đây là cơ hội để sinh viên trao đổi, học hỏi và trau dồi kiến thức về hệ thống điều khiển tự động. Đồ án không chỉ kiểm tra nhận thức lý thuyết mà còn đánh giá khả năng phân tích, tổng hợp và giải quyết vấn đề. Nhận thức được tầm quan trọng này, sinh viên cần làm việc nghiêm túc, vận dụng kiến thức nền tảng, tham khảo ý kiến bạn bè và đặc biệt là sự hướng dẫn của giảng viên. Trong quá trình thực hiện, không tránh khỏi sai sót, rất mong nhận được sự thông cảm và góp ý từ các thầy cô. Đồ án này tập trung vào thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng PLC S7-1200 Siemens, một nền tảng phổ biến trong công nghiệp hiện nay. Mục tiêu là xây dựng một mô hình thí nghiệm thực tế, giúp sinh viên hiểu rõ hơn về lập trình PLC, mạch điều khiển và các ứng dụng của nó trong các hệ thống tự động hóa. Một mô hình thí nghiệm PLC S7-1200 được thiết kế, tích hợp các thành phần cơ bản như cảm biến, van khí nén, động cơ DC, và các thiết bị giao tiếp như HMI và SCADA. Việc lựa chọn PLC S7-1200 mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng điều khiển quá trình chính xác, linh hoạt và dễ dàng mở rộng. Đồ án cũng giúp sinh viên làm quen với phần mềm TIA Portal, một công cụ mạnh mẽ để lập trình PLC và thiết kế giao diện HMI. Sinh viên cần nắm vững các kỹ thuật lập trình ladder logic (LAD), function block diagram (FBD) và structured control language (SCL) để triển khai các thuật toán điều khiển phức tạp.

1.1. Giới thiệu về mô hình thí nghiệm PLC S7 1200

Mô hình thí nghiệm PLC S7-1200 Siemens bao gồm các thành phần chính: PLC S7-1200 CPU 1212 AC/DC/RLY, relay trung gian, cầu đấu dây domino, đèn báo, nút nhấn, bộ nguồn 24V DC, van khí nén 5-2, động cơ DC-24V, piston 1 cửa, cảm biến sợi quang, và dây cáp internet. Mô hình này cho phép sinh viên thực hành các bài toán điều khiển cơ bản và nâng cao. Ví dụ, sinh viên có thể thiết kế một hệ thống điều khiển cho một dây chuyền sản xuất đơn giản, hoặc một hệ thống điều khiển cho một động cơ. Mô hình cũng cung cấp một nền tảng để sinh viên thử nghiệm các thuật toán điều khiển PID, điều khiển mờ (fuzzy control) và các kỹ thuật điều khiển nâng cao khác.

1.2. Tại sao chọn PLC S7 1200 cho đồ án điều khiển

PLC S7-1200 được lựa chọn vì nó là một bộ điều khiển logic lập trình (PLC) mạnh mẽ, nhỏ gọn và chi phí hợp lý. Nó cung cấp một tập lệnh mạnh mẽ, cho phép sinh viên triển khai các thuật toán điều khiển phức tạp. S7-1200 cũng hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông, bao gồm PROFINET, Ethernet và TCP/IP, cho phép nó dễ dàng tích hợp với các thiết bị khác trong hệ thống tự động hóa. Ngoài ra, S7-1200 được lập trình bằng phần mềm TIA Portal, một công cụ mạnh mẽ và dễ sử dụng. Điều này giúp sinh viên dễ dàng học và sử dụng PLC S7-1200 trong đồ án của mình. Theo tài liệu, "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".

II. Cấu Trúc Thành Phần Quan Trọng Của PLC S7 1200 Siemens

PLC S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp tích hợp sẵn và các đầu vào/ra (DI/DO). Nó cũng có các tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào 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. S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Ngoài ra, có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232. Phần mềm TIA Portal hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này đã bao gồm cả môi trường lập trình PLC và thiết kế giao diện HMI. Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ chương trình khác nhau. PLC S7-1200 có các loại sau: CPU tín hiệu để thích ứng với các ứng dụng. Thêm điểm của kỹ thuật số I/O hoặc tương tự với CPU như các yêu cầu ứng dụng. Kích thước của CPU sẽ không thay đổi.

2.1. Các Module CPU khác nhau Ứng Dụng thực tế

Các module CPU khác nhau của PLC S7-1200 có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh và bộ nhớ chương trình khác nhau. Việc lựa chọn module CPU phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Ví dụ, một ứng dụng đơn giản chỉ cần một module CPU với số lượng đầu vào/ra hạn chế, trong khi một ứng dụng phức tạp hơn có thể yêu cầu một module CPU với nhiều đầu vào/ra hơn và tốc độ xử lý nhanh hơn. Các module CPU cũng có thể được mở rộng bằng cách thêm các module I/O, module truyền thông và các module chức năng khác. Điều này cho phép PLC S7-1200 đáp ứng được các yêu cầu của nhiều ứng dụng khác nhau.

2.2. Module xuất nhập tín hiệu số Tương Tự

PLC S7-1200 hỗ trợ cả module xuất nhập tín hiệu số và tín hiệu tương tự. Module xuất nhập tín hiệu số được sử dụng để kết nối PLC với các thiết bị có tín hiệu bật/tắt, chẳng hạn như cảm biến, công tắc và van. Module xuất nhập tín hiệu tương tự được sử dụng để kết nối PLC với các thiết bị có tín hiệu liên tục, chẳng hạn như cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất và cảm biến lưu lượng. Việc sử dụng module xuất nhập tín hiệu phù hợp giúp PLC S7-1200 thu thập dữ liệu từ môi trường và điều khiển các thiết bị chấp hành một cách chính xác.

2.3. Module truyền thông và khả năng kết nối mở rộng

PLC S7-1200 cung cấp nhiều tùy chọn truyền thông, bao gồm PROFINET, Ethernet, TCP/IP, RS485 và RS232. Điều này cho phép PLC kết nối với các thiết bị khác trong hệ thống tự động hóa, chẳng hạn như HMI, SCADA, các PLC khác và các thiết bị IoT. Việc sử dụng các giao thức truyền thông tiêu chuẩn giúp đảm bảo tính tương thích và khả năng mở rộng của hệ thống điều khiển.

III. Lập Trình PLC S7 1200 Hướng Dẫn Tạo Project Cấu Hình

SIMATIC STEP 7 Basic tích hợp lập trình PLC và HMI, hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo. Một hệ thống kỹ thuật mới thông minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật và cấu hình mạng, lập trình, chẩn đoán và nhiều hơn nữa. Lợi ích với người dùng: Trực quan: dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động. Hiệu quả: tốc độ về kỹ thuật. Chức năng bảo vệ: Kiến trúc phần mềm tạo thành một cơ sở ổn định cho sự đổi mới trong tương lai. Kết nối qua giao thức TCP/IP. Để lập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptop cần một kết nối TCP/IP. Để PC và SIMATIC S7-1200 có thể giao tiếp với nhau, điều quan trọng là các địa chỉ IP của cả hai thiết bị phải phù hợp với nhau. Để tạo một Project, cần thực hiện các bước như chọn Create new project để tạo dự án, nhập tên dự án vào Project name sau đó nhấn create, chọn configure a device, chọn add new device và chọn loại CPU PLC sau đó chọn add. Project mới sẽ được hiện ra.

3.1. SIMATIC STEP 7 Basic Lợi ích khi sử dụng

SIMATIC STEP 7 Basic là một phần mềm mạnh mẽ và dễ sử dụng để lập trình PLC S7-1200 và thiết kế giao diện HMI. Nó cung cấp một môi trường phát triển tích hợp, cho phép sinh viên tạo, mô phỏng và triển khai các chương trình điều khiển một cách nhanh chóng và hiệu quả. STEP 7 Basic cũng cung cấp nhiều tính năng nâng cao, chẳng hạn như chẩn đoán lỗi, gỡ lỗi và giám sát hệ thống. Những tính năng này giúp sinh viên dễ dàng phát hiện và khắc phục các sự cố trong hệ thống điều khiển của họ.

3.2. Tag của PLC Tag Local Ứng dụng và phạm vi sử dụng

Trong lập trình PLC, tag là một tên tượng trưng được gán cho một địa chỉ bộ nhớ. Tag được sử dụng để truy cập và thao tác với dữ liệu trong chương trình. Có hai loại tag chính: tag PLC và tag local. Tag PLC có phạm vi ứng dụng rộng, có thể được sử dụng trong mọi khối chức năng trong PLC. Tag local chỉ được ứng dụng trong khối được khai báo. Việc sử dụng tag một cách hợp lý giúp chương trình điều khiển trở nên dễ đọc, dễ hiểu và dễ bảo trì.

3.3. Quy định địa chỉ IP Đổ chương trình xuống CPU S7 1200

Việc gán địa chỉ IP cho module CPU là một bước quan trọng để PLC S7-1200 có thể giao tiếp với các thiết bị khác trong mạng. IP TOOL có thể thay đổi địa chỉ IP của PLC S7-1200 bằng 1 trong 2 cách: gán một địa chỉ IP ban đầu hoặc thay đổi địa chỉ IP đã tồn tại. Sau khi đã cấu hình địa chỉ IP, cần đổ chương trình xuống CPU để PLC có thể thực hiện các chức năng điều khiển. Việc đổ chương trình có thể được thực hiện thông qua kết nối Ethernet hoặc USB.

IV. Kỹ Thuật Lập Trình Nâng Cao Vòng Quét Cấu Trúc Lập Trình PLC

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét. Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1. Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dụng của bọ đệm ảo Q tới các cổng ra số. Vòng quét kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Chú ý rằng bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào / ra tương tự nên các lệnh truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộ đệm.

4.1. Vòng quét chương trình PLC Tầm quan trọng

Vòng quét chương trình là chu kỳ hoạt động cơ bản của PLC. Hiểu rõ về vòng quét chương trình giúp sinh viên viết các chương trình điều khiển hiệu quả và đáng tin cậy. Vòng quét chương trình bao gồm các giai đoạn: đọc đầu vào, thực hiện chương trình và ghi đầu ra. Thời gian thực hiện một vòng quét chương trình được gọi là thời gian quét, một trong các yếu tố then chốt ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống điều khiển.

4.2. Khối tổ chức OB Organization Blocks Chức năng và ứng dụng

Organization Blocks (OBs) là giao diện giữa hoạt động hệ thống và chương trình người dùng. Chúng được gọi ra bởi hệ thống hoạt động, và điều khiển theo quá trình: xử lý chương trình theo quá trình, báo động – kiểm soát xử lý chương trình và xử lý lỗi. Startup OB, Cycle OB, Timing Error OB và Diagnosis OB : có thể chèn và lập trình các khối này trong các project. Không cần phải gán các thông số cho chúng và cũng không cần gọi chúng trong chương trình chính. Process Alarm OB và Time Interrupt OB : Các khối OB này phải được tham số hóa khi đưa vào chương trình.

4.3. Hàm chức năng FUNCTION Vai trò và Cách sử dụng trong PLC

Funtions (FCs) là các khối mã không cần bộ nhớ. Dữ liệu của các biến tạm thời bị mất sau khi FC được xử lý. Các khối dữ liệu toàn cầu có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu FC. Functions có thể được sử dụng với mục đích trả lại giá trị cho hàm chức năng được gọi, thực hiện công nghệ chức năng, ví dụ : điều khiển riêng với các hoạt động nhị phân. FC có thể được gọi nhiều lần tại các thời điểm khác nhau trong một chương trình. Điều này tạo điều kiện cho lập trình chức năng lập đi lặp lại phức tạp.

V. Tập Lệnh Cơ Bản Trong Lập Trình PLC S7 1200 Siemens

Để có thể lập trình PLC hiệu quả, việc nắm vững các tập lệnh cơ bản là vô cùng quan trọng. Các tập lệnh này cho phép bạn thực hiện các thao tác logic, điều khiển thời gian, đếm sự kiện và so sánh các giá trị. Dưới đây là một số tập lệnh quan trọng mà bạn cần làm quen:

5.1. Bit Logic Tập lệnh tiếp điểm và các ứng dụng

Tập lệnh Bit Logic bao gồm các lệnh thao tác với các bit đơn lẻ, như tiếp điểm thường hở, tiếp điểm thường đóng, lệnh OUT, lệnh SET và lệnh RESET. Các lệnh này là nền tảng của lập trình ladder logic (LAD) và được sử dụng rộng rãi để thực hiện các chức năng điều khiển cơ bản.

5.2. Sử dụng bộ Timer Các loại và cách ứng dụng trong điều khiển

Lệnh Timer được sử dụng để tạo một chương trình trễ định thời.Số lượng của Timer phụ thuộc vào người sử dụng và số lượng vùng nhớ của CPU.Mỗi timer sử dụng 16 byte IEC_Timer dữ liệu kiểu cấu trúc DB. Step 7 tự động tạo khối DB khi lấy khối Timer. Kích thước và tầm của kiểu dữ liệu Time là 32 bit, lưu trữ như là dữ liệu Dint. Có nhiều loại Timer khác nhau, mỗi loại có một chức năng riêng. Ví dụ, Timer TP tạo một chuỗi xung với độ rộng xung đặt trước, Timer TONR trễ sườn lên có nhớ, Timer TON trễ không nhớ, Timer TOF trễ sườn xuống. Việc lựa chọn loại Timer phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

5.3. Sử dụng bộ Counter Các loại và ứng dụng đếm sự kiện

Lệnh Counter được dùng để đếm các sự kiện ở ngoài hay các sự kiện quá trình ở trong PLC. Mỗi Counter sử dụng cấu trúc lưu trữ của khối dữ liệu DB để làm dữ liệu của Counter. Step 7 tự động tạo khối DB khi lấy lệnh. Tầm giá trị đếm phụ thuộc vào kiểu dữ liệu mà bạn chọn lựa. Có nhiều loại Counter khác nhau, chẳng hạn như CTU (Counter đếm lên), CTD (Counter đếm xuống) và CTUD (Counter đếm lên xuống). Counter được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điều khiển quá trình, chẳng hạn như đếm số lượng sản phẩm trên một dây chuyền sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong khoa điện Trường Cao Đẳng Công Thương Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn đã truyền thụ cho nhóm chúng em những kiến thức quý báu trong thời gian qua. Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Việt Khoa , giảng viên Trường Cao Đẳng Công Thương Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tâm hướng dẫn,cung cấp tài liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để nhóm có thể hoàn thành đồ án này. Trường Cao Đẳng Công Thương Thành Phố Hồ Chí Minh. Đồ án điều khiển 3 [1] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NHẬN XÉT CỦA GVHD: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………….……………………… ………………………………………………………………………………………… Đồ án điều khiển 3 [2] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NHẬN XÉT CỦA GVPB: ………………………………………………………………………………………… ……………….…………………………………………………… Đồ án điều khiển 3 [3] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LỜI NÓI ĐẦU Đồ án này là mốc quan trọng để kiểm tra nhận thức của sinh viên trong thời gian học tập và những kiến thức đã được giảng dạy ở trong trường.

Đồng thời nó còn đánh giá khả năng vận dụng lý thuyết để phân tích tổng hợp và giải quyết các bài toán trong thực tế khi làm đồ án sinh viên trao đổi, học hỏi trao dồi kiến thức. Nhận thức tầm quan trọng đó chúng em đã làm việc nghiêm túc vận dụng những kiến thức sẵn có của bản thân, những đóng góp ý kiến của bạn bè và đặc biệt là sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Việt Khoa và một số thầy cô giảng dạy trong khoa điện của Trường Cao Đẳng Công Thương TPHCM để hoàn thành đồ án này. Trong quá trình thực hiện đề tài này cũng có nhiều sai sót hy vọng quý thầy thông cảm và bỏ qua,chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy. Đồ án điều khiển 3 [4] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN ĐIỀU KHIỂN 3 THIẾT KẾ MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM PLC S7-1200 SIEMENS CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN I.

HÌNH ẢNH VÀTHÀNH PHẦN MÔ HÌNH Đồ án điều khiển 3 [5] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Đồ án điều khiển 3 [6] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ - 1 CB một pha ,cấp điện một pha cho PLC - 1 PLC S7-1200, CPU 1212 AC/DC/RLY - 7 relay trung gian , làm tiếp điểm nối - 3 cầu đấu dây domino - 2 đèn báo - 3 nút nhấn - 2 bộ nguồn 24v DC - 2 van khí nén 5-2 - 1 động cơ DC-24v - 2 pittong 1 cửa - 2 cảm biến sợi quang - 1 dây cáp internet Đồ án điều khiển 3 [7] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ II.GIỚI THIỆU PLC S7-1200 1. Giới thiệu chung về PLC S7-1200 1. Khái niệm chung PLC s7-1200 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 nổi 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 -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 thong mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232. -Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL.Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens.

-Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này đã bao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI 1. Các module trong hệ PLC S7-1200 1. Giới thiệu về các module CPU Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ chương trình khác nhau…. PLC S7-1200 có các loại sau: Đồ án điều khiển 3 [8] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Sign board của PLC SIMATIC S7-1200 Sign board: SB1223 DC/DC -Digital inputs / outputs -DI 2 x 24 VDC 0.5A Sign boards : SB1232AQ - Ngõ ra analog -AO 1 x 12bit -+/- 10VDC, 0 – 20mA Đồ án điều khiển 3 [9] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Cards ứng dụng: -CPU tín hiệu để thích ứng với các ứng dụng -Thêm điểm của kỹ thuật số I/O hoặc tương tự với CPU như các yêu cầu ứng dụng -Kích thước của CPU sẽ không thay đổi 1.

Module xuất nhập tín hiệu số Đồ án điều khiển 3 [10] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 1. Module xuất nhập tín hiệu tƣơng tự 1. Module truyền thông Đồ án điều khiển 3 [11] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 2. Làm việc với phần mềm Tia Portal 2.

Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI Step 7 basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo. Một hệ thống kỹ thuật mới Thông minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật và cấu hình mạng, lập trình, chẩn đoán và nhiều hơn nữa. Lợi ích với người dùng: -Trực quan : dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động -Hiệu quả : tốc độ về kỹ thuật -Chức năng bảo vệ : Kiến trúc phần mềm tạo thành một cơ sở ổn định cho sự đổi mới trong tương lai. Kết nối qua giao thức TCP/IP -Để lập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptop cần một kết nối TCP/IP -Để PC và SIMATIC S7-1200 có thể giao tiếp với nhau, điều quan trọng là các địa chỉ IP của cả hai thiết bị phải phù hợp với nhau 2.

Cách tạo một Project Bước 1: từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng Tia Portal V12 Bước 2 : Click chuột vào Create new project để tạo dự án. Đồ án điều khiển 3 [12] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bước 3 :Nhập tên dự án vào Project name sau đó nhấn create Bước 4 : Chọn configure a device Bước 5 : Chọn add new device Đồ án điều khiển 3 [13] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bước 6 :Chọn loại CPU PLC sau đó chọn add Đồ án điều khiển 3 [14] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bước 7 : Project mới được hiện ra 2. TAG của PLC / TAG local Tag của PLC -Phạm vi ứng dụng : giá trị Tag có thể được sử dụng mọi khối chức năng trong PLC -Ứng dụng : binary I/O, Bits of memory -Định nghĩa vùng : Bảng tag của PLC -Miêu tả : Tag PLC được đại diện bằng dấu ngoặc kép Tag Local -Phạm vi ứng dụng : giá trị chỉ được ứng dụng trong khối được khai báo, mô tả tương tự có thể được sử dụng trong các khối khác nhau cho các mục đích khác nhau. -Ứng dụng : tham số của khối, dữ liệu static của khối, dữ liệu tạm thời -Định nghĩa vùng : khối giao diện -Miêu tả : Tag được đại diện bằng dấu # Sử dụng Tag trong hoạt động Đồ án điều khiển 3 [15] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ -Layout : bảng tag PLC chứa các định nghĩa của các Tag và các hằng số có giá trị trong CPU.

Một bảng tag của PLC được tự động tạo ra cho mỗi CPU được sử dụng trong project. -Colum : mô tả biểu tượng có thể nhấp vào để di chuyển vào hệ thống hoặc có thể kéo nhả như một lệnh chương trình -Name : chỉ được khai báo và sử dụng một lần trên CPU -Data type : kiểu dữ liệu chỉ định cho các tag -Address : địa chỉ của tag -Retain : khai báo của tag sẽ được lưu trữ lại -Comment : comment miêu tả của tag Nhóm tag : tạo nhóm tag bằng cách chọn add new tag table Tìm và thay thế tag PLC Đồ án điều khiển 3 [16] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ngoài ra còn có một số chức năng sau: -Lỗi tag -Giám sát tag của plc -Hiện / ẩn biểu tượng -Đổi tên tag : Rename tag -Đổi tên địa chỉ tag : Rewire tag -Copy tag từ thư viện Global 3. Làm việc với một trạm PLC 3. Quy định địa chỉ IP cho module CPU IP TOOL có thể thay đổi IP address của PLC S7-1200 bằng 1 trong 2 cách.

Phương pháp thích hợp được tự động xác định bởi trạng thái của địa chỉ IP đó : -Gán một địa chỉ IP ban đầu : Nếu PLC S7-1200 không có địa chỉ IP, IP TOOL sử dụng các chức năng thiết lập chính để cấp phát một địa chỉ IP ban đầu cho PLC S7-1200. -Thay đổi địa chỉ IP : nếu địa chỉ IP đã tồn tại, công cụ IP TOOL sẽ sửa đổi cấu hình phần cứng (HW config) của PLC S7-1200. Đổ chƣơng trình xuống CPU Đồ án điều khiển 3 [17] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Đổ từ màn hình soạn thảo chương trình bằng cách kích vào biểu tượng download trên thanh công cụ của màn hình Chọn cấu hình Type of the PG/PC interface và PG/PC interface như hình dưới sau đó nhấn chọn load Chọn start all như hình vẽ và nhấn finish Đồ án điều khiển 3 [18] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 3. Giám sát và thực hiện chƣơng trình Để giám sát chương trình trên màn hình soạn thảo kích chọn Monitor trên thanh công cụ.

Hoặc cách 2 làm như hình dưới Sau khi chọn monitor chương trình soạn thảo xuất hiện như sau: Đồ án điều khiển 3 [19] GVHD: Nguyễn Việt Khoa TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG THƯƠNG TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 4. Kỹ thuật lập trình 4. Vòng quét chƣơng trình PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét.