Xemtailieu Tải về Đồ án điều khiển 3 thiết kế mô hình thí nghiệm plc s7-1200 siemens
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 Đồ án điều khiển 3 [6] KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ 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 1.1. 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 S71200 -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 1.2. Các module trong hệ PLC S7-1200 1.2.1. 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 -DO 2x24 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 1.2.2. 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 1.2.3. Module xuất nhập tín hiệu tƣơng tự 1.2.4. 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 2.1. 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. 2.2. 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 2.3. 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 2.4. 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 3.1. 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. 3.2. 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 3.3. 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 4.1. Vòng quét chƣơng trình 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. Đồ án điều khiển 3 [20] GVHD: Nguyễn Việt Khoa Tải về bản full