Cấu trúc phần cứng của S7 – 200 CPU 214. – Tài liệu text

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (841.21 KB, 99 trang )

GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
Việc sử dụng PLC vào các hệ thống điều khiển ngày càng thông dụng, để đáp ứng yêu cầu ngày càng đa dạng này, các nhà sản xuất đã đưa ra hàng loạt các
dạng PLC với nhiều mức độ thực hiện đủ để đáp ứng các yêu cầu khác nhau của người sử dụng.
Để đánh giá một bộ PLC người ta dựa vào 2 tiêu chuẩn chính: dung lượng bộ nhớ và số tiếp điểm vàora của nó. Bên cạnh đó cũng cần chú ý đến các chức
năng như: bộ vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngôn ngữ lập trình, khả năng mở rộng số ngõ vàora.

B. Giới thiệu thiết bò điều khiển lập trình PLC SIMATIC S7 – 200.

1. Cấu trúc phần cứng của S7 – 200 CPU 214.

PLC viết tắt của Programmable Logic Control, là thiết bò điều khiển logic lập trình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển thông qua
một ngôn ngữ lập trình.
S7 – 200 là thiết bò điều khiển khả trình loại nhỏ của hãng Siemens, có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Các modul này sử dụng cho nhiều
ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối vi xử lý CPU 212 hoặc CPU 214. Về hình thức bên ngoài, sự khác nhau của hai loại CPU
này nhận biết được nhờ số đầu vàora và nguồn cung cấp.
– CPU 212 có 8 cổng vào, 6 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm
bằng 2 modul mở rộng.
– CPU 214 có 14 cổng vào, 10 cổng ra và có khả năng được mở rộng
thêm bằng 7 modul mở rộng.
S7 – 200 có nhiều loại modul mở rộng khác nhau.
CPU 214 bao gồm: –
2048 từ đơn 4K byte thuộc miền nhớ đọcghi non-volatile để lưu chương trình vùng nhớ có giao diện với EEPROM.
– 2048 từ đơn 4K byte kiểu đọcghi để lưu dữ liệu, trong đó 512 từ đầu
thuộc miền nhớ non-volatile.
– 14 cổng vào và 10 cổng ra logic.
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 13
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
– Có 7 modul để mở rộng thêm cổng vàora bao gồm luôn cả modul
analog.
– Tổng số cổng vàora cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.
– 128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms,
16 Timer 10ms và 108 Timer 100ms.
– 128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.
– 688 bit nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm
việc.
– Các chế độ ngắt và xử lý ngắt bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo
sườn lên hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.
– 3 bộ đếm tốc độ cao với nhòp 2 KHz và 7KHz.
– 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.
– 2 bộ điều chỉnh tương tự.
– Toàn bộ vùng nhớ không bò mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ
khi PLC bò mất nguồn nuôi.
Hình 1. Bộ điều khiển lập trình được S7 – 200, CPU 214 ● Mô tả các đèn báo trên S7 – 200, CPU 214
SF đèn đỏ Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bò hỏng. Đèn SF sáng lên
khi PLC bò hỏng hóc.
RUN đèn xanh Đèn xanh RUN chỉ đònh PLC đang ở chế độ làm việc và
thực hiện chương trình được nạp trong máy.
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 14
Q0.0 Q0.1
Q0.2 Q0.3
Q0.4 Q0.5
Q0.6 Q0.7
I1.0 I.11
I1.2 I1.3
I1.4 I1.5
I0.0 I0.1
I0.2 I0.3
I0.4 I0.5
I0.6 I0.7
SF RUN
STOP
SIEMENS SIMATIC
S7 – 200
Caùc cổng vào Cổng truyền thông
Các cổng ra
Q1.0 Q1.1
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
STOP đèn vàng Đèn vàng STOP chỉ đònh PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trình đang thực hiện lại.
Ix.x đèn xanh Đèn xanh ở cổng vào chỉ đònh trạng thái tức thời của
cổng Ix.x x.x = 0.0 ÷ 1.5. Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trò logic của cổng.
Qy.y đèn xanh Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng
Qy.y y.y = 0.0 ÷ 1.1. Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trò logic của cổng.
Cổng truyền thông S7 – 200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để
phục vụ cho việc ghép nối với thiết bò lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của
PLC theo kiểu tự do là 300 đến 38.400.
Chân Giải thích Chân
Giải thích 1
Đất 6
5 VDC điện trở trong 1005 2
24 VDC 7
24 VDC 120mA tối đa 3
Truyền và nhận dữ liệu 8
Truyền và nhận dữ liệu 4
Không sử dụng 9
Không sử dụng 5
Đất Để ghép nối S7 – 200 với máy lập trình PG702 hoặc với các loại máy lập trình
thuộc họ PG7xx có thể sử dụng một cáp nối thẳng MPI. Cáp đó đi kèm theo máy lập trình.
Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PCPPI với bộ chuyển đổi RS232RS485.
SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 15
Hình 2. Sơ đồ chân của cổng truyền thông
5 4 3 2 1
9 8 7 6
GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp
Công tắc chọn chế độ làm việc của PLC Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S7
– 200 có ba vò trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC. –
RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC S7 – 200 sẽ rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nế trong máy có sự cố
hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN. Nên quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo.
– STOP cưỡng bức PLC dừng thực hiện chương trình đang chạy và chuyển
sang chế độ STOP. Ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp một chương trình mới.
– TERM cho phép máy lập trình tự quyết đònh một trong các chế độ làm
việc cho PLC hoặc ở chế độ RUN hoặc ở chế độ STOP.
Chỉnh đònh tương tự Điều chỉnh tương tự 1 bộ trong CPU 212 và 2 trong CPU 214 cho phép
điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chương trình. Núm chỉnh analog được lắp đặt dưới nắp đậy bên cạnh các cổng ra. Thiết bò chỉnh đònh có
thể quay 270
o
.
Pin và nguồn nuôi bộ nhớ Nguồn nuôi dùng để mở rộng thời gian lưu giữ cho các dữ liệu có trong bộ
nhớ. Nguồn pin tự động được chuyển sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng tụ nhớ bò cạn kiệt và nó phải thay thế vào vò trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ
không bò mất đi.

2. Cấu trúc bộ nhớ

PLC viết tắt của Programmable Logic Control, là thiết bò điều khiển logic lập trình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển thông quamột ngôn ngữ lập trình.S7 – 200 là thiết bò điều khiển khả trình loại nhỏ của hãng Siemens, có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Các modul này sử dụng cho nhiềuứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối vi xử lý CPU 212 hoặc CPU 214. Về hình thức bên ngoài, sự khác nhau của hai loại CPUnày nhận biết được nhờ số đầu vàora và nguồn cung cấp.- CPU 212 có 8 cổng vào, 6 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêmbằng 2 modul mở rộng.- CPU 214 có 14 cổng vào, 10 cổng ra và có khả năng được mở rộngthêm bằng 7 modul mở rộng.S7 – 200 có nhiều loại modul mở rộng khác nhau.CPU 214 bao gồm: -2048 từ đơn 4K byte thuộc miền nhớ đọcghi non-volatile để lưu chương trình vùng nhớ có giao diện với EEPROM.- 2048 từ đơn 4K byte kiểu đọcghi để lưu dữ liệu, trong đó 512 từ đầuthuộc miền nhớ non-volatile.- 14 cổng vào và 10 cổng ra logic.SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 13GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệp- Có 7 modul để mở rộng thêm cổng vàora bao gồm luôn cả modulanalog.- Tổng số cổng vàora cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.- 128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms,16 Timer 10ms và 108 Timer 100ms.- 128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.- 688 bit nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làmviệc.- Các chế độ ngắt và xử lý ngắt bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt theosườn lên hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.- 3 bộ đếm tốc độ cao với nhòp 2 KHz và 7KHz.- 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.- 2 bộ điều chỉnh tương tự.- Toàn bộ vùng nhớ không bò mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờkhi PLC bò mất nguồn nuôi.Hình 1. Bộ điều khiển lập trình được S7 – 200, CPU 214 ● Mô tả các đèn báo trên S7 – 200, CPU 214SF đèn đỏ Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bò hỏng. Đèn SF sáng lênkhi PLC bò hỏng hóc.RUN đèn xanh Đèn xanh RUN chỉ đònh PLC đang ở chế độ làm việc vàthực hiện chương trình được nạp trong máy.SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 14Q0.0 Q0.1Q0.2 Q0.3Q0.4 Q0.5Q0.6 Q0.7I1.0 I.11I1.2 I1.3I1.4 I1.5I0.0 I0.1I0.2 I0.3I0.4 I0.5I0.6 I0.7SF RUNSTOPSIEMENS SIMATICS7 – 200Caùc cổng vào Cổng truyền thôngCác cổng raQ1.0 Q1.1GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệpSTOP đèn vàng Đèn vàng STOP chỉ đònh PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trình đang thực hiện lại.Ix.x đèn xanh Đèn xanh ở cổng vào chỉ đònh trạng thái tức thời củacổng Ix.x x.x = 0.0 ÷ 1.5. Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trò logic của cổng.Qy.y đèn xanh Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổngQy.y y.y = 0.0 ÷ 1.1. Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trò logic của cổng.Cổng truyền thông S7 – 200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân đểphục vụ cho việc ghép nối với thiết bò lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp củaPLC theo kiểu tự do là 300 đến 38.400.Chân Giải thích ChânGiải thích 1Đất 65 VDC điện trở trong 1005 224 VDC 724 VDC 120mA tối đa 3Truyền và nhận dữ liệu 8Truyền và nhận dữ liệu 4Không sử dụng 9Không sử dụng 5Đất Để ghép nối S7 – 200 với máy lập trình PG702 hoặc với các loại máy lập trìnhthuộc họ PG7xx có thể sử dụng một cáp nối thẳng MPI. Cáp đó đi kèm theo máy lập trình.Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PCPPI với bộ chuyển đổi RS232RS485.SVTH: NGUYỄN HỮU THIỆN Trang 15Hình 2. Sơ đồ chân của cổng truyền thông5 4 3 2 19 8 7 6GVDH: VŨ ĐỖ CƯỜNG Đồ án tốt nghiệpCông tắc chọn chế độ làm việc của PLC Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S7– 200 có ba vò trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC. -RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC S7 – 200 sẽ rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nế trong máy có sự cốhoặc trong chương trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN. Nên quan sát trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo.- STOP cưỡng bức PLC dừng thực hiện chương trình đang chạy và chuyểnsang chế độ STOP. Ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp một chương trình mới.- TERM cho phép máy lập trình tự quyết đònh một trong các chế độ làmviệc cho PLC hoặc ở chế độ RUN hoặc ở chế độ STOP.Chỉnh đònh tương tự Điều chỉnh tương tự 1 bộ trong CPU 212 và 2 trong CPU 214 cho phépđiều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chương trình. Núm chỉnh analog được lắp đặt dưới nắp đậy bên cạnh các cổng ra. Thiết bò chỉnh đònh cóthể quay 270Pin và nguồn nuôi bộ nhớ Nguồn nuôi dùng để mở rộng thời gian lưu giữ cho các dữ liệu có trong bộnhớ. Nguồn pin tự động được chuyển sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng tụ nhớ bò cạn kiệt và nó phải thay thế vào vò trí đó để dữ liệu trong bộ nhớkhông bò mất đi.

Source: https://vh2.com.vn
Category : Tin Học