BỘ ĐỊNH THỜI (TIMER) Thời gian (giờ) BÀI 5: BỘ ĐỊNH THỜI ĐCN09 LT TH BT KT TS (TIMER) 7 16 0 2 25 Mục tiêu: Sau khi học xong chƣơng này, học sinh sinh viên có khả năng: Trình bày đƣợc các chức năng của các bộ định thời Ứng dụng linh hoạt các bộ định thời vào trong các bài toán lập trình PLC thực tế: Lập trình, kết nối, vận hành. Chủ động, sáng tạo và đảm bảo an toàn trong quá trình học tập Các vấn đề chính sẽ được đề cập Tìm hiểu các tập lệnh Timer cơ bản Thực hành các bài tập sử tập lệnh Timer và kết nối PLC với thiết bị ngoại vi. Lập trình trên máy tính và download vào PLC A. NỘI DUNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.
Tổng quan về bộ định thời trong PLC (Timer) Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong bộ điều khiển vẫn gọi là khâu trễ. Bộ điều khiển lập trình S7 – 200 có 256 timer (với CPU 222) đƣợc chia làm 3 loại khác nhau: – Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (ON- Delay Timer) kí hiệu là TON. – Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (OFF- Delay Timer) kí hiệu là TOF – Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive - ON – Delay Timer) kí hiệu là TONR Cả ba loại Timer đều có 3 loại với 3 độ phân giải thời gian khác nhau: – 1ms – 10ms – 100ms Thời gian trễ đƣợc tạo ra chính là tích của độ phân giải của Timer đƣợc chọn và giá trị đặt trƣớc cho Timer. Ví dụ: một bộ Timer có độ phân giải 10ms, giá trị đặt trƣớc là 30 thì thời gian trễ sẽ là = 300 ms.
Timer TON, TOF và TONR đều có các độ phân giải là 1ms, 10ms, 100ms và các giá trị cực đại là 32,767 s, 327,67 s, 3276,7 s. Độ phân giải và sự hoạt động đƣợc đƣa ra ở các số hiệu Timer cũng nhƣ các giá trị thời gian. Giá trị thời 66 gian (PT) có thể là một số (Konstante) cũng có thể là word: VW, T, Z, EW, AW, SMW, SW… Bảng 5-1: Các loại Timer và độ phân giải Reset một Timer Một Timer đang làm việc có thể đƣợc đƣa lại về trạng thái ban đầu, công việc đó đƣợc gọi là reset Timer. Khi reset một bộ Timer, T-word vàT-bit của nó đồng thời đƣợc xoá và có giá trị bằng 0, nhƣ vậy giá trị đếm tức thời đƣợc đặt về 0 và tín hiệu đầu ra cũng có logic bằng 0.
Có thể reset bất cứ bộ Timer nào của S7 – 200 bằng lệnh R. Có hai phƣơng pháp để reset một Timer TON, TOFF: – Xóa tín hiệu đầu vào – Dùng lệnh reset. – Dùng lệnh R là phƣơng pháp duy nhất để reset các bộ Timer kiểu TONR Cập nhật Timer có độ phân giải là 1ms CPU của S7 – 200 có các bộ Timer có độ phân giải 1ms cho phép PLC cập nhật và thay đổi giá trị đếm tức thời trong T-word mỗi 1ms một lần. Các bộ Timer có độ phân giải thấp này có khả năng điều khiển chính xác các thao tác.
Ngay sau khi bộ Timer với độ phân giải 1ms đƣợc kích, việc cập nhật để thay đổi giá trị đếm tức thời trong T-word hoàn toàn tự động. Ch nên đặt giá trị rất nhỏ cho PT của bộ Timer có độ phân giải 1ms. Tần số cập nhật để thay đổi giá trị đếm tức thời và T-bit của một bộ Timer có độ phân giải 1ms không phụ thuộc vào vòng quét (scan) của bộ điều khiển và vòng quét của chƣơng trình đang chạy. Giá trị đếm tức thời và T-bit của bộ Timer này có thể đƣợc cập nhật vào bất ký thời điểm nào trong v ng quét và đƣợc cập nhật nhiều lần trong một vòng quét nếu thời gian vòng quét lớn hơn 1ms.
Thực hiện lệnh R đối với một Timer có độ phân giải 1ms đang ở trạng thái làm việc có nghĩa là đƣa Timer đó về trạng thái ban đầu, giá trị đếm tức thời của Timer đƣợc đƣa về 0 và T-bit nhận giá trị logic 0. 67 Cập nhật Timer có độ phân giải là 10ms CPU của S7 – 200 có các bộ Timer với độ phân giải 10ms. Sau khi đã đƣợc kích, việc cập nhật T-word và T-bit để thay đổi giá trị đếm tức thời và trạng thái logic đầu ra của các bộ Timer này không phụ thuộc vào chƣơng trình và đƣợc tiến hành hoàn toàn tự động mỗi vòng quét một lần và tại thời điểm đầu vòng quét. Thực hiện lệnh R đối với một bộ Timer có độ phân giải là 10ms đang ở trạng thái làm việc là đƣa Timer về trạng thái ban đầu và xoá T-word và T-bit của Timer.
Cập nhật Timer có độ phân giải là 100ms Hầu hết các bộ Timer của S7 – 200 là các bộ Timer có độ phân giải là 10ms. Giá trị để lƣu trữu trong bộ Timer 100ms đƣợc tính tại mỗi đầu vòng quét và thời gian để tính sẽ là khoảng thời gian từ đầu v ng quét trƣớc đó. Việc cập nhật để thay đổi giá trị đếm tức thời của Timer ch đƣợc tiến hành ngay tại thời điểm có lệnh khai báo cho Timer trong chƣơng trình. Bởi vậy quá trình cập nhật giá trị đếm tức thời không phải là quá trình tự động và không nhất thiết phải thực hiện một lần trong mỗi vòng quét ngay cả khi Timer đã đƣợc kích.
Các bộ định thời trong PLC 2.1 Các bộ định thời không nhớ: – On – Delay Timer (TON) Địa ch của On – Delay Timer ở S7 – 200 đƣợc cho theo độ phân giải nhƣ sau: Bảng 5-2: Các loại Timer và độ phân giải TON đƣợc viết trong LAD nhƣ sau: Hình 5.1 Tập lệnh On-Delay Timer 68 Nếu giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trƣớc thì T-bit bằng 1.2 Tập lệnh On-Delay Timer Giản đồ thời gian của On-Delay Timer.3 Giản đồ thời gian của On-Delay Timer. 69 – OFF – Delay Timer (TOF) Hình 5.4 Giản đồ thời gian của OFF-Delay Timer.2 Các bộ định thời có nhớ Địa ch của TONR ở S7 – 200 đƣợc cho theo độ phân giải nhƣ sau: Bảng 5-3: Các loại Timer và độ phân giải TONR đƣợc viết trong LAD nhƣ sau: Hình 5.5 Tập lệnh On-Delay Timer 70 Ví dụ: Chƣơng trình đƣợc viết ở 3 dạng LAD nhƣ sau: Hình 5.6 Tập lệnh On-Delay Timer Giản đồ thời gian mô tả hoạt động của ví dụ: Hình 5.7 Tập lệnh On-Delay Timer 71 - Các bài tập ứng dụng các dạng lệnh trên. Bài 1: Viết chƣơng trình mạch đảo chiều quay sau thời gian là 10s. Bài 2: Viết chƣơng trình mạch chuyển đổi sao/tam giác sau thời gian là 10s.
Bài 3: Viết chƣơng trình đ n báo chớp tắc trong thời gian là 2s (0 – cho 1 giây đầu, 1 – cho 1 giây sau). Bài 4: Viết chƣơng trình mạch đảo chiều quay sử dụng công tắc hành trình. 2 Công tắc hành trình: Nhấn Reset động cơ trở về vị trí ban đầu tại S1. Nhấn Start động cơ quay thuận, tác động công tắc hành trình S2 động cơ dừng trong thời gian là 5s.
Sau thời gian đó động cơ quay ngƣợc tác động công tắc hành trình S1 động cơ dừng. Nhấn Stop thì động cơ đang hoạt động sẽ dừng. Khi có sự cố quá tải động cơ dừng, có đ n báo chớp tắc trong thời gian là 2s (0 – cho 1 giây đầu, 1 – cho 1 giây sau). Sau khi reset relay nhiệt thì đ n tắc và hệ thống hoạt động lại theo yêu cầu.
2 Công tắc hành trình: Nhấn Reset động cơ trở về vị trí ban đầu tại S1. Nhấn Start động cơ quay thuận, tác động công tắc hành trình S2 động cơ dừng trong thời gian là 5s. Sau thời gian đó động cơ quay ngƣợc tác động công tắc hành trình S1 động cơ dừng và chu kỳ cứ lặp đi lặp lại liên tục. Nhấn Stop thì động cơ đang hoạt động sẽ dừng.
Khi có sự cố quá tải động cơ dừng, có đ n báo chớp tắc trong thời gian là 3s (0 – cho 1,5 giây đầu, 1 – cho 1,5 giây sau). Sau khi reset relay nhiệt thì đ n tắc và hệ thống hoạt động lại theo yêu cầu.8 Bài tập ứng dụng Timer 2 Công tắc hành trình: Nhấn Reset động cơ trở về vị trí ban đầu tại S1. Nhấn Start động cơ quay thuận, đi qua công tắc hành trình S2 và đến tác động công tắc hành trình S3 động cơ dừng trong thời gian là 5s. Sau thời gian đó động cơ quay ngƣợc tác động công tắc hành trình S2 động cơ dừng trong thời gian là 5s và chu kỳ cứ lặp đi lặp lại liên tục.
Khi nhấn Stop thì động cơ quay ngƣợc về tại công tắc hành trình S1 và dừng tại đó. Khi có sự cố quá tải động cơ dừng, có đ n báo chớp tắc trong thời gian là 1s (0 – cho 0,5 giây đầu, 1 – cho 0,5 giây sau). Sau khi reset relay nhiệt thì đ n tắc và hệ thống hoạt động lại theo yêu cầu 72 Hình 5.9 Bài tập ứng dụng Timer Bài 4: Cho hệ thống yêu cầu công nghệ nhƣ sau : Nhấn ON1: Hệ thống chạy chế độ 1: Công tắc tơ K1 có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy trƣớc. Sau 10 giây, Công tắc tơ K2 có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 chạy sau.
Nhấn OFF, Công tắc tơ K1 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 dừng trƣớc. Sau 10 giây, Công tắc tơ K2 mất điện , động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 dừng sau. Nhấn ON2: Hệ thống chạy chế độ 2: Nhấn PB1, Công tắc tơ K1 có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy trƣớc. Sau đó, nhấn Nhấn PB2, Công tắc tơ K2 có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 chạy sau.
Nếu nhấn PB2 trƣớc, hệ thống không hoạt động. Nhấn OFF hệ thống dừng hoạt động. Trong quá trình hoạt động nếu có sự cố quá tải, RN1 và RN2 tác động, hệ thống dừng ngay lập tức. Bài 5: Cho hệ thống yêu cầu công nghệ nhƣ sau: Nhấn ON1: Hệ thống chạy chế độ 1: Công tắc tơ K1 có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy trƣớc.
Sau 10 giây, Công tắc tơ K2 có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 chạy sau. Nhấn OFF, Công tắc tơ K2 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 dừng trƣớc. Sau 10 giây, Công tắc tơ K1 mất điện , động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 dừng sau.