THỰC HÀNH PLC S7 200 NÂNG CAO - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (65 trang)

Trang chủ

Giáo Dục - Đào Tạo

Cao đẳng - Đại học

THỰC HÀNH PLC s7 200 NÂNG CAO

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.16 MB, 65 trang )

Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoBÀI 1:BỘ ĐẾM TỐC ĐỘ CAO (HIGH SPEED COUNTER)I. LÝ THUYẾT1.1 Bộ đếm tốc độ caoBộ đếm tốc độ cao (HSC) dùng để đếm các sự kiện tốc độ cao mà không phụ thuộcchu kỳ quét trong PLC và có tương ứng 12 mode hoạt động khác nhau. Tần số đếm lớnnhất phụ thuộc vào loại CPU.Số lượng HSC và tần số tối đa một số loại CPU:High-Speed CounterCPU 221CPU222CPU 2244 counter total4 counter total6 counter totalSingle phase4 at 30 KHz4 at 30 KHz6 at 30 KHzTwo phase2 at 20 KHz2 at 20 KHz4 at 20 KHzCó khả năng làm việc với tần số lớn nên bộ đếm tốc độ cao được ứng dụng để điềukhiển trong một số trường hợp như đếm số vòng quay của động cơ bằng encoder, kiểmtra tốc độ, vị trí động cơ,…Hình 1.1: Encoder được gắn đồng trục với động cơ để đếm vòng quayCác chân đếm tốc độ cao của PLC S7-200 tích hợp chung với các chân ngõ vào.Các bộ đếm có nhiều chân chức năng, có nhiều chế độ hoạt động khác nhau. Tuy nhiên,sự hạn chế về thời gian vòng quét của PLC nên chương trình bộ đếm tốc độ cao sẽ khôngđược thực hiện tại chương trình chính.Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định1Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng cao1.2 Các khối lệnh của HSC1.2.1 Lệnh định nghĩa HSC (HDEF)Là lệnh gán MODE để xác định HSC. Các Mode được chọn lựa dùng để xác địnhcác chức năng như xung clock, phương hướng, reset và start.HSC: Xác định từ 0 đến 5 tương ứng 6 bộ đếm tốc độ caoHSC0 đến HSC5.MODE HSC: Tùy theo CPU tương ứng có các mode hoạt động khác nhau, từ mode0 đến mode 11.Cần phải sử dụng lệnh HDEF trước khi thực hiện cho mỗi HSC.Inputs/OutputToán hạngLoại dữ liệuHSCHằng số (0,1,2,3,4,5)BYTEMODEHằng số (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11)BYTE1.2.1 Lệnh HSCDùng để cấu hình điều khiển hoạt động mode của HSC, đó là trạng thái của các bitnhớ đặc biệt trong HSC. Thông số N xác định số HSCTài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định2Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoTùy theo CPU mà có thông số N của các HSC khác nhau. Có tối đa 6 HSC, đượcxác định từ HSC0 đến HSC5.Inputs/OutputToán hạngNHằng số (0,1,2,3,4,5)Loại dữ liệuWORDChú ý:CPU 221 và CPU 222 không hỗ trợ HSC1 và HSC2Chỉ có một lệnh HDEF có thể sử dụng trên một CounterCó thể có tới 6 bộ HSC tùy theo CPU1.3 Hoạt động HSCMỗi bộ HSC có các ngõ vào xác định hỗ trợ các chức năng: xung clock, hướng điềukhiển, reset, start. Trong chế độ đếm 2 pha, cả hai xung clock có thể hoạt động ở tốc độlớn nhất. Còn trong chế độ một phần tư (quadrature), thì tùy ý chọn hoạt động theo kiểu1x hoặc 4x. Tất cả các HSC hoạt động ở tốc độ lớn nhất khi không giao tiếp với các hoạtđộng khác.Hình 1.2: Ví dụ hoạt động có Reset mà không có StartTài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định3Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoHình 1.2: Ví dụ hoạt động bằng Reset và StartHSC sử dụng một Sharf encoder để xác định xác định số xung trên một vòng quayvà reset số xung đó trên một vòng quay. Số xung clock và xung reset từ sharf encodercung cấp đến các ngõ vào của HSC. Đặt giá trị đếm xung tương ứng PV, khi số xung hoạtđộng CV bằng với PV thì xảy ra ngắt, một giá trị đặt PV mới sẽ được setup.1.4. Các HSC và MODE hoạt động1.4.1. Các HSCS7-200 có 6 bộ đếm tốc độ cao từ HSC0 đến HSC5. Các ngõ vào trong PLC tươngứng với clock, hướng điều khiển, start và reset. Các chức năng ngõ vào này và modeHSC được cho bảng sau:Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định4Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoHoặc có thể trình bày ở bảng sau:1.4.2. Các MODETùy từng loại ứng dụng mà ta có thể chọn nhiều Mode đọc xung tốc độ cao khácnhau, có tất cả 12 mode đọc xung tốc độ cao.Mode 0,1,2: Dùng đếm một pha với hướng đếm được xác định bởi bit nội.Mode 0: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, không có bit Start cũng như bit Reset.Mode 1: Đếm tăng hoặc giảm, có bit reset nhưng không có bit start.Mode 2: Đếm tăng hoặc giảm, có bit start cũng như bit reset để cho phép chọn bắtđầu đếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu reset. Các bit start cũng như reset là các ngõInput lựa chọn từ bên ngoài.Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định5Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoMode 3,4,5: Dùng đếm 1 pha với hướng đếm được xác định bởi Bit ngoại, tức là cóthể chọn từ ngõ vào input.Mode 3: Chỉ đếm tăng hoặc giảm, không có Bit Start cũng như bit ResetMode 4: Đếm tăng hoặc giảm, có bit Reset nhưng không có bit StartMode 5: Đếm tăng hoặc giảm, có Bit Start cũng như bit Reset để cho phép chọn bắtđầu đếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset. Các Bit Start cũng như Reset là các ngõInput chọn từ bên ngoài.Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định6Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoMode 6,7,8: Dùng đếm 2 pha với 2 xung vào, 1 xung dùng để đếm tăng và mộtxung đếm giảmMode 6: Chỉ đếm tăng giảm, không có Bit Start cũng như bit ResetMode 7: Đếm tăng giảm, có bit Reset nhưng không có bit StartMode 8: Đếm tăng giảm, có Bit Start cũng như bit Reset để cho phép chọn bắt đầuđếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset. Các Bit Start cũng như Reset là các ngõInput chọn từ bên ngoài.Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định7Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoMode 9,10,11 : Dùng để đếm xung A/B của Encoder, có 2 dạng:Dạng 1 (Quadrature 1x mode): Đếm tăng 1 khi có xung A/B quay theo chiều thuận,và giảm 1 khi có xung A/B quay theo chiều ngược.Dạng 2 (Quadrature 4x mode): Đếm tăng 4 khi có xung A/B quay theo chiều thuận,và giảm 4 khi có xung A/B quay theo chiều ngược.Mode 9: Chỉ đếm tăng giảm, không có Bit Start cũng như bit ResetMode 10: Đếm tăng giảm, có bit Reset nhưng không có bit StartMode 11: Đếm tăng giảm, có Bit Start cũng như bit Reset để cho phép chọn bắt đầuđếm cũng như chọn thời điểm bắt đầu Reset. Các Bit Start cũng như Reset là các ngõInput chọn từ bên ngoài.Mode 12: Chỉ áp dụng với HSC0 và HSC3, HSC0 dùng để đếm số xung phát ra từQ0.0 và HSC3 đếm số xung từ Q0.1 ( Được phát ra ở chế độ phát xung nhanh) mà khôngcần đấu phần cứng, nghĩa là PLC tự kiểm tra từ bên trong.Cụ thể các Mode tương ứng với mỗi HSC như sau:Mode HSC0 (CPU 221, 222, 224, 226)Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định8Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoMode HSC1 (CPU 224, 226)Mode HSC2 (CPU 224, 226)Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định9Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoMode HSC3 (CPU 221, 222, 224, 226)Mode HSC4 (CPU 221, 222, 224, 226)Mode HSC5 (CPU 221, 222, 224, 226)1.5. Quản lý dữ liệu của HSCĐể truy xuất giá trị đếm cho HSC, cần phải xác định địa chỉ của HSC bằng cách sửdụng các loại vùng nhớ HSC và số counter (ví dụ HSC0). Giá trị hiện hành của HSC làgiá trị chỉ đọc và có địa chỉ ở dạng double wordDạng: HC[Số HSC]Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định10Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng cao1.5.2. Chọn trạng thái tác động và mode 1x và 4xBốn counter có 3 bit điều khiển sử dụng trạng thái tác động reset và start các ngõvào và để chọn mode đếm 1x hoặc 4x. Các bit này chỉ được sử dụng khi lệnh HDEF đượcthực thi.HSC0HSC1HSC2HSC4SM37.0SM47.0SM57.0SM147.0Chức năngChọn mức logic tích cực cho tín hiệu reset:0 = tích cực mức 1,---SM47.1SM57.1---Chọn mức logic tích cực cho tín hiệu Start:0 = tích cực mức 1,SM37.2SM47.2SM57.21 = tích cực mức 0SM147.21 = tích cực mức 0Chọn mức đếm cho chế độ ¼ chu kỳ:0 = mức đếm 4x,1 = mức đếm 1x1.5.2. Byte điều khiểnMỗi HSC có một byte điều khiển cho phép counter hoạt động hay không. Bảng địachỉ mô tả các bit điều khiển.HSC0HSC1HSC2HSC3HSC4HSC5SM37.3SM47.3SM57.3SM137.3SM147.3SM157.3Chức năngBit nhớ điều khiển chiều đếm:0 = đếm lùi, 1 = đếm lênSM37.4SM47.4SM57.4SM137.4SM147.4SM157.4Cập nhật chiều đếm vào HSC:0 = không cập nhật, 1 = cập nhậtSM37.5SM47.5SM57.5SM137.5SM147.5SM157.5Ghi giá trị đặt trước mới cho HSC:0 = không cập nhật, 1 = cập nhậtSM37.6SM47.6SM57.6SM137.6SM147.6SM157.6Ghi giá trị tức thời mới cho HSC:0 = không cập nhật, 1 = cập nhậtSM37.7SM47.7SM57.7SM137.7SM147.7SM157.7Cho phép HSC hoạt động:0 = không cho phép, 1 = cho phépTài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định11Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng cao1.5.3. Sắp đặt các giá trị hiện hành CV và giá trị đặt PVMỗi HSC có một giá trị hiện hành 32 bit và giá trị đặt 32 bit. Cả hai giá trị này làcác giá trị nguyên có dấu. Để load giá trị hiện CV hoặc PV mới vào HSC, cần phải setupbyte điều khiển và byte nhớ đặc biệt. Khi đó cần phải thực hiện lại lệnh HSC. Bảng saumô tả các byte nhớ đặc biệt sử dụng để nạp các giá trị CV và PV mới.1.5.4. Byte trạng tháiĐược cung cấp cho mỗi HSC từ các bit nhớ trạng thái để chỉnh định hướng đếmhiện hành và giá trị đếm có lớn hơn hoặc giá trị đặt. Bảng sau định nghĩa các bit trạngthái cho mỗi HSC.1.6. Cấu trúc chương trình sử dụng bộ đếm tốc độ caoDo phải đọc các xung đếm xảy ra với tần số lớn nên bộ đếm tốc độ cao không thểthực hiện tại chương trình chính do sự hạn chế về tốc độ của vòng quét (Scan rate) củaPLC. Bộ đếm tốc độ cao sẽ được quy định và cho phép hoạt động trong một chương trìnhcon (subroutline).Lưu đồ mô tả chương trình sử dụng bộ đếm tốc độ cao:Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định12Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoBước 1:Khởi tạo chương trình con “HSC_Subroutline”Trong chương trình con này ta quy định các đặc tính cho HSC như:• Chế độ đếm (Mode)• Chiều đếm (Direction)• Giá trị đặt trước (Preset Value)• Giá trị tức thời (Current Value)• Điều kiện ngắt tốc độ cao,…Bước 2:Tại chương trình chính “Main” ta gọi chương trình con “HSC_Subroutline”Bằng cách này ta cho phép HSC hoạt động theo các đặc tính định sẵn.Bước 3:Tác vụ đếm của bộ đếm tốc độ cao sẽ diễn ra song song với tác vụ của chương trìnhchính.Bước 4:Trong quá trình hoạt động của chương trình đếm tốc độ cao sẽ xảy ra ngắt“Interrup” với các điều kiện ngắt như sau:• Khi CV=PV.• Khi có tín hiệu thay đổi chiều đếm lên – xuống từ ngõ vào.• Khi có tín hiệu xóa (reset) từ ngõ vào.Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định13Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoTài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định14Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng cao1.7. Sử dụng Wizards của Step7-MicroWin V4.0 để khai báo sử dụng HSCTrong chương trình Step7 – Microwin 4.0 chứa một trình hỗ trợ thiết lập chươngtrình con HSC và chương trình ngắt tốc độ cao.Cách truy xuất như sau: Wizards → High Speed CounterSau khi đã gọi được trình hỗ trợ ta tiến hành thiết lập bộ đếm tốc độ cao theo từnggiai đoạn:Khai báo HSC:Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định15Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng cao- Chọn bộ đếm tốc độ cao (HSC)- Chọn chế độ (Mode) hoạt động cho HSCChọn bộ đếm tốc độ caoChọn chế độ hoạt độngNhấn Next để tiếp tục khai báo giá trị đếm, chiều đếm cho HSC:- Đặt tên cho chương trình con HSC.- Đặt giá trị đếm đích PV.- Đặt giá trị đếm tức thời CV.- Đặt chiều đếm (lên – xuống).- Đặt chế độ cho tín hiệu Start, Reset.- Chọn chế độ đếm lệch pha ¼ chu kỳ.Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định16Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoTên chương trình conGiá trị đặt trướcGiá trị tức thờiChiều đếmĐặt mức tích cựccho Start, resetChế độ đếm lệchpha ¼ chu kỳNhấn Next để khai báo chương trình ngắt tốc độ cao:- Đặt tên chương trình ngắt tốc độ cao.- Khai báo số lượng các chương trình ngắt liên tục.Chương trìnhngắt khi CV=PVSố lượng chươngtrình ngắtTài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định17Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoNếu tích chọn chương trình ngắt CV = PV, và số lượng chương trình ngắt là 1 thìnhấn Next sẽ xuất hiện bảng khai báo cập nhật giá trị đếm mới cho HSC trong chươngtrình ngắt:Khai báo các hành động xảy ra trong chương trình ngắt tốc độ cao:- Khởi tạo chương trình ngắt kế tiếp.- Đặt lại giá trị đếm đích PV (Preset value).- Cập nhật lại giá trị đếm tức thời (Current value).- Thay đổi chiều đếm.Cập nhật giá trị đặt trướcCập nhật giá trị tức thờiCập nhật chiều đếmNhấn Next để tiếp tục.Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định18Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoNhấn Finish để hoàn thành quá trình khai báo chương trình HSCII. THỰC HÀNHBài 1: Sử dụng bộ đếm tốc độ cao để đọc số xung kênh A của encoder.Bước 1: Tìm hiểu phần cứngTa sử dụng encoder có gắn sẵn trên động cơ servo DC. Thông số động cơ servo DC: Điệnáp 24V DC, công suất 25W, tốc độ 1400 vòng/phút, nguồn encoder 5V DC, số xungencoder: 200 xung/vòng.Nguồn DC động cơ+24V1ĐỘNG CƠ SERVO DC234GNDA+5VBTài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định19Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoVới thông số trên ta tính được tần số xung encoder phát ra:f = n*số xung/vòng =1400.200 ≈ 4367 Hz = 4, 367 kHZ60Nguồn encoder phát ra là 5V nhưng nguồn vào input PLC là 24V (sử dụng CPU 224DC/DC/DC) vì vậy sử dụng mạch nâng áp 5V → 24V với tần số 4,367 kHZ . Sơ đồnguyên lý mạch như sau:Bước 2: Đấu nối phần cứng+ Cấp nguồn 5V DC cho encoder.+ Nối kênh A của encoder với mạch nâng áp (mạch kích), cấp nguồn 5V/1A DC và24V/1A DC cho mạch nâng áp.+ Nối đầu ra OUT 24V của mạch nâng áp với I0.6 (sử dụng HSC1, Mode 0) và chân âmđầu ra mạch nâng áp với chân M của input PLC.Bước 3: Lập trình trên PLC S7-200Để thuận tiện ta khai báo bộ đếm tốc độ cao bằng Wizards/High speed counter:Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định20Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoChọn HSC1 và Mode 0 như hình và nhấn Next .Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định21Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoNhấn Next để tiếp tục:Nhấn Finish để hoàn thành việc khai báo, ta có được chương trình con: ‘HSC_INT’Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định22Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoGiao diện Step7 MicroWin V4.0 khi có thêm chương trình con ‘HSC_INT’Chương trình chính (Main):Bước 4: Dowload và giám sát+ Dowload chương trình và giám sát trên giao diện Step7 MicroWin V4.0 để đọc giá trịcủa HC0.+ Dùng tay quay trục động cơ và quan sát giá trị của HC0.Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định23Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoBài 2: Khai báo bộ đếm xung tốc độ cao, bộ HSC1. Khi nhấn Start thì động cơ Mhoạt động, đồng thời khai báo bộ đếm HSC1. Khi động cơ quay 50 vòng thì động cơdừng.Bước 1: Đấu nối phần cứng+ Cấp nguồn 5V DC cho encoder.+ Nối kênh A của encoder với mạch nâng áp (mạch kích), cấp nguồn 5V/1A DC và24V/1A DC cho mạch nâng áp.+ Nối đầu ra OUT 24V của mạch nâng áp với I0.6 (sử dụng HSC1, Mode 0) và chân âmđầu ra mạch nâng áp với chân M của input PLC.+ Nối chân Q0.5 điều khiển động cơ như sau:Q0.5+24V/3A DCRơleServo DC0V0VBước 2: Lập trìnhKhai báo HSC có thể sử dụng Wizard hoặc lậ trình bằng tay, với bài này sẽ lập trình bằngtay.Bài toán yêu cầu quay 50 vòng thì động cơ tự động dừng, encoder sử dụng là 200xung/vòng, vậy nên động cơ quay 50 vòng tức encoder quay được 20000 xung.Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định24Bản thảo thí nghiệmThực hành PLC S7-200 nâng caoLADSTLMainMainSBR_0:SBR_0:Tài liệu lưu hành nội bộ Trung tâm Điện tử - Tự động hóa Nam Định25

Tài liệu liên quan

Bài tập thực hành lập trình C nâng cao - Trường Cao đẳng Công nghệ Thông tin Tp. Hồ Chí Minh pdf
- 14
- 3
- 23
Hướng dẫn thực hành lập trình Windows nâng cao
- 89
- 442
- 0
Hướng dẫn thực hành lập trình Windows nâng cao phần cơ sở dữ liệu
- 16
- 525
- 1
BÀI TẬP THỰC HÀNH PLC S7-200 CPU 214 pptx
- 4
- 3
- 127
BÀI TẬP THỰC HÀNH PLC S7-300 - PHẦN 2: BÀI 1: CÁC BÀI THÍ NGHIỆM pot
- 17
- 2
- 81
BÀI TẬP THỰC HÀNH PLC S7-300 - PHẦN 1: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ VÀ PHẦN MỀM THÍ NGHIỆM pptx
- 17
- 1
- 59
một số giải pháp có thể hổ trợ cho việc giảng dạy hiệu quả tiết thực hành sinh học 10 nâng cao
- 23
- 1
- 5
BÀI TẬP THỰC HÀNH MÔN TIN HỌC NÂNG CAO
- 18
- 1
- 1
Quản lý công tác thực hành sư phạm nhằm nâng cao chất lượng đào tạo sinh viên tại trường Cao đẳng sư phạm nhà trẻ - mẫu giáo Trung ương 1.PDF
- 143
- 900
- 7
Quản lý công tác thực hành sư phạm nhằm nâng cao chất lượng đào tạo sinh viên tại trường Cao đẳng sư phạm nhà trẻ - mẫu giáo Trung ương 1 bb.PDF
- 4
- 403
- 3