.

Đồ án tốt nghiệp
TĐH46

Nguyễn Văn Tú _ Lớp

ã Lu trữ một Project.
Để lu trữ một Project mới tạo ra, ta lựa chọn lệnh trên thanh thực đơn
Project Save All hoặc kích vào biểu trợng

trên thanh công cụ hoặc

nhấn tổ hợp phím Ctrl+S.
2.2.4.3. Soạn thảo chơng trình
Step7 - Micro/Win32 cho phép tạo một chơng trình mà có thể sử dụng một
trong 2 cửa sổ là: LAD hoặc STL.
ã Soạn thảo chơng trình trong LAD.
Cửa sổ để soạn thảo chơng trình LAD có dạng nh sau:

Hình 2.4: Cửa sổ soạn thảo chơng trình LAD
Để soạn thảo chơng trình, ta tiến hành theo những bớc sau:
+ Nhập tiêu đề cho vùng soạn thảo bằng cách kích đúp vào dòng chữ xanh các
Network.
+ Để soạn thảo các phần tử thang, ta kích vào biểu tợng tơng ứng trên
thanh chỉ dẫn hoặc lựa chọn trên dang sách chỉ dẫn.
Khoa cơ điện

- 42 -

Trờng ĐHNNI_ Hà Néi

.

Đồ án tốt nghiệp
TĐH46

Nguyễn Văn Tú _ Lớp

+ Nhập vào địa chỉ hoặc tham số trong mỗi vùng chữ và ấn ENTER.
+ Nhập tên, địa chỉ và giải thích cho từng địa chỉ bằng cách vào
Viewsymbol Table.
ã Soạn thảo chơng trình trong STL.
Thông thờng quá trình soạn thảo đợc viết bằng chơng trình LAD, sau đó
chuyển sang dạng STL, cửa sổ giao diện của STL đợc minh họa nh sau:

Hình 2.5: Cửa sổ soạn thảo chơng trình STL
Các bớc để soạn thảo một chơng trình trong STL:
- Trớc hết chia các đoạn chơng trình này thành từng mảng, và mỗi mảng
phải có từ khóa NETWORK.
- Trớc mỗi lời chú thích phải có một đờng song đôi (//). Khi thêm mỗi
dòng cú thích cũng phải bắt đầu bởi đờng song đôi.
- Các lệnh, toán hạng địa chỉ của lệnh và lời chú thích phải đợc ngăn cách
bởi một khoảng trống hoặc một Tab.
- Giữa các toán hạng và địa chỉ không đợc có khoảng cách.
- Mỗi toán hạng riêng biệt đợc tách rời bởi một dấu phẩy, một khoảng trống
Khoa cơ điện

- 43 -


Trờng ĐHNNI_ Hà Nội


.

Đồ án tốt nghiệp
TĐH46

Nguyễn Văn Tú _ Lớp

hoặc một Tab.
- Sử dụng các lời trích dẫn để thay cho việc soạn thảo tên ký hiệu.
2.2.4.4. Chạy chơng trình
Sau khi viết chơng trình và lu trữ vào bộ nhớ ta tiến hành kết nối và chạy
chơng trình theo các bớc nh sau:
ã Cài đặt truyền thông.
Quá trình cài đặt truyền thông để chọn cáp, cấu hình CPU, các địa chỉ truyền
thông. Ta tiến hành nh sau:
+ Từ thanh thực đơn ViewCommunications nh hình vẽ:

Chọn cáp
truyền thông
Cài đặt
truyền thông

Hình 2.6: Cài đặt truyền thông giữa máy tính và CPU
+ Sau khi hộp thoại Communications Setup xuất hiện nháy đúp vào biểu tợng
trên cùng bên phải. Hộp thoại Setting the PG/PC xuất hiện. Trong hộp thoại có nhiều
ứng dụng khác nhau nh là STEP 7 và Win CC, vì thế ta cần phải lựa chọn ứng dụng
cần đặt tham số. Khi đà lựa chọn Micro/WIN và đà cài đặt trong phần cứng, ta cần

đặt thuộc tính thực sự của việc kết nối phần cứng. Đầu tiên cần phải xác định giao thức
định sử dụng trong mạng. Nên sử dụng loại PPI. Sau khi ®· lùa chän giao thøc sư dơng
ph¶i lùa chän tham số giao diện chính xác trong hộp thoại. Trong đó chứa sẵn các giao
diện đă cài đặt cùng với loại giao thức trong ngoặc đơn. Chẳng hạn chọn PC/PPI
cable(PPI). Sau đó ta phải lựa chọn các tham số liên quan với cấu hình hiện có. Kích
vào nút Properties.... trong hộp thoại để lựa chọn.
Khoa cơ điện

- 44 -

Trờng ĐHNNI_ Hà Néi


.

Đồ án tốt nghiệp
TĐH46

Nguyễn Văn Tú _ Lớp

ã Nạp chơng trình vào CPU.

Hình2.7: Hộp thoại Set PG/PC Interface
Sau khi cài đặt truyền thông ta nạp chơng trình vào CPU bằng việc
Download chơng trình.
2.2.4.5. Cách Download một chơng trình
Nếu đà thiết lập thành công liên kết giữa PC và PLC ta có thể Download
chơng trình tới PLC đó.
ã Chú ý: Khi Download chơng trình tới PLC nội dung của nó sẽ đợc ghi đè
lên nội dung hiện thời của PLC .Vì vậy phải chắc chắn là muốn ghi đè lên trớc khi

bắt đầu Download .
Các bớc tiến hành:
+ Trớc khi Download ta phải chắc chắn PLC ở chế độ STOP . Kiểm tra đèn
báo hiệu của PLC, nếu cha ở trạng thái đó phải kích nut STOP trên thanh công
cụ hoặc chọn PLCSTOP .
+ Kích nút

trên thanh công cụ hay chọn PLC Download

+ Theo mặc định, hộp kiểm Program Code Block, Data Block, CPU
conguartion đà đợc đánh dấu . Nếu không muốn Download khối nào có thể xoá
bỏ đánh dấu.
- Kích vào OK để bắt đầu.
- Nếu Download thành công hộp thoại Download Successful xuất hiện.
- Chuyển trạng thái của PLC từ STOP sang RUN trớc khi chạy chơng trình
trên PLC.
Khoa cơ điện

- 45 -

Trờng ĐHNNI_ Hà Nội


.

Đồ án tốt nghiệp
TĐH46

Nguyễn Văn Tú _ Lớp


- Nếu Download không thành công ta phải thiết lập lại truyền thông giữa
PLC và PC và thực hiện lại các bớc nh trên.
2.3. nghiên cứu Phần cứng Simatic S7 - 200
2.3.1. Khái quát chung về PLC
Thiết bị điều khiển logic lập trình ®−ỵc (PLC) hiƯn nay cã øng dơng rÊt réng
r·i. Chøc năng điều khiển của PLC có thể thay thế cả một mảng rơle, hơn thế nữa,
PLC giống nh một máy tính nên có thể lập trình đợc. Chơng trình của PLC có
thể thay thế rất dễ dàng, các chơng trình con cũng có thể đợc sửa đổi nhanh
chóng. Vì vậy không chỉ có các chuyên gia phần mềm mà ngay cả các kỹ thuật
viên hay ngời vận hành cũng có thể lập trình đợc cho PLC.
Trong cạnh tranh công nghiệp thì hiệu quả của nền sản xuất nói chung là
chìa khoá của thành công. Hiệu quả của nền sản xuất bao trùm những lĩnh vực nh:
- Tốc độ sản xuất ra một sản phẩm của thiết bị và của dây chuyền phải
nhanh.
- Giá nhân công và vật liệu làm ra sản phẩm phải hạ.
- Chất lợng cao và ít phế phẩm.
- Thời gian chết của máy móc là tối thiểu.
- Máy sản xuất có giá rẻ.
Các bộ điều khiển chơng trình đáp ứng đợc hầu hết các yêu cầu trên và
nh là yếu tố chính trong việc nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất trong công
nghiệp. Trớc đây thì việc tự động hoá chỉ đợc áp dụng trong sản xuất hàng loạt
năng suất cao. Hiện nay cần thiết phải tự động hoá cả trong sản xuất nhiều loại
khác nhau với số lợng không lớn, để nâng cao năng suất, chất lợng và nhằm cực
tiểu hoá vốn đầu t cho xÝ nghiƯp. C¸c thÕ hƯ PLC míi, c¸c hƯ thèng sản xuất linh
hoạt (FMS) bao gồm các thiết bị nh máy điều khiển số, robot công nghiệp, dây
truyền tự động, máy tính hoá công nghiệp đà đáp ứng rất tốt các yêu cầu này.
2.3.2. Sự phát triển của PLC.
Trong quá trình phát triển của khoa học kỹ thuật, trớc đây ngời ta chỉ phân
biệt hai phạm trù kỹ thuật điều khiển bằng cơ khí và điều khiển bằng điện tử.
Từ ci thÕ kû XX ng−êi ta ®· dïng nhiỊu chØ tiêu chi tiết để phân biệt các

Khoa cơ điện

- 46 -

Trờng ĐHNNI_ Hà Nội


.

Đồ án tốt nghiệp
TĐH46

Nguyễn Văn Tú _ Lớp

loại kỹ thuật điều khiển, vì trong thực tế sản xuất còn đòi hỏi tổng thể những hệ
thống máy chứ không chỉ điều khiển từng máy đơn lẻ.
Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC đợc sáng tạo từ những ý tởng ban
đầu cđa mét nhãm kü s− thc h·ng general motors vµo những năm 1968-1970. Nó
phát triển trên cơ sở máy tính và đà từng bớc phát triển tiếp cận theo các nhu cầu
của công nghệ. Quy trình lập trình lúc ban đầu đợc chuẩn bị để sử dụng trong các
xí nghiệp điện tử mà rơle điện từ ở đó không đáp ứng đợc những yêu cầu điều
khiển cao.
Ngày nay, do yêu cầu của nền sản xuất là cần phải một lúc có thể điều khiển
đợc nhiều quy trình công nghệ. Do đó PLC đà phát triển rất mạnh về số lợng đầu
vào/ra và các bộ nhớ chơng trình của nó.
Loại PLC cỡ vừa mà hiệu CQM1H có tối đa 512 đầu vào/ra, bộ nhớ
chơng trình 15,2 kword, lớn hơn nhiều so với các bộ điều khiển PLC trớc kia
chỉ có vài chục đầu vào/ra và bộ nhớ chơng trình chỉ tối đa là 1kword đến 2
kword.
Để cho phép ngời sử dụng trao đổi thông tin giữa các môi trờng làm việc,

ngời ta con trang bị thêm cho PLC hệ thống thông tin, các bộ điều khiển khả trình
loại nhỏ PLC S7-200 của siemens hiện đợc thiết lập các chức năng công nghệ
thông tin. Các chức năng này đợc cung cấp bởi bộ xử lý truyền thông công nghiệp
mạng ethernet. Các chức năng thông tin đặc biệt sẽ rất hữu ích trong các ứng dụng
nh: tự động hoá trong toà nhà, các trạm thuỷ điện, các trạm phát điện nhờ sức gió
hay các hệ thống giao thông vận tải.
Ngoài ra PLC hiện đại còn đợc trang bị hại loại CS1 và CJ1 hội tụ những
tiến bộ của ngành công nghệ tự động hoá. CJ1 chỉ có kích thớc rất khiêm tốn cha
cao b»ng chiÕc card visit nh−ng cã thĨ qu¶n lý tíi 2560 đầu vào/ra. Khi số đầu vào
ra tăng lên, chơng trình điều khiển cũng sẽ dài ra và phức tạp hơn, vì vậy dẫn tới
thời gian quét thực thi chơng trình sẽ chậm đi. CJ1 có thể xử lý nhanh hơn tới 30
lần so với thế hệ PLC trớc, nó cã thĨ thùc thi 30.000 lƯnh chØ trong thêi gian 1ms.

Khoa cơ điện

- 47 -

Trờng ĐHNNI_ Hà Nội


.

Đồ án tốt nghiệp
TĐH46

Nguyễn Văn Tú _ Lớp

Loại PLC mới này mang lại những lợi ích đó là tính năng hỗ trợ nhiều ngời
lập trình, thậm trí là cùng một lúc. Những ứng dụng đòi hỏi thời gian đáp ứng cao
cũng thờng là những ứng dụng phức tạp, yêu cầu nhiều công sức.

Tính hiệu quả của PLC này còn đợc thể hiện khả năng phân tán các đầu vào
ra trên nhiều khu vực khác nhau nhng vẫn đợc quản lý tập trung. Ngoài khả năng
giảm đáng kể dây dẫn kết nối, tăng độ tin cậy và giảm thời gian sửa lỗi, PLC còn
có tính năng vào ra thông minh. Ví dụ: một đầu ra rơle có thể tự ghi lại số lần đóng
mở tiếp điểm. cpu của PLC chính có thể đọc thông tin này và thông báo cho nhân
viên bảo dỡng cần kiểm tra hay thay thế tiếp điểm khi tuổi thọ làm việc đến hạn.
Loại CS1D là một loại PLC mới có tính năng dự phòng ở nhiều cấp độ:
- Dự phòng nguồn.
- Dự phòng cpu.
- Dự phòng bus.
Khi bất kỳ một thành phần nào của hệ thống có dự phòng bị sự cố, ngời vận
hành có thể thay thế nó bằng một module mới mà không cần tắt nguồn.
Sự phát triển của công nghệ đà giúp PLC ngày một mạnh hơn, thông minh
hơn, nhỏ hơn, trong khi đó sự cạnh tranh của thị trờng lai làm cho giá thành của
nó ngay càng giảm đi dẫn đến khả năng ứng dụng của nó ngày càng cao và mang
lại muôn vàn lợi ích cho nhân loại.
2.3.3. Vai trò của PLC.
Trong một hệ thống thiết bị điều khiển tự động, bộ điều khiển PLC đợc coi
nh bộ nÃo có khả năng điều hành toàn bộ hệ thống. Với một chơng trình ứng
dụng điều khiển ( lu giữ trong bộ nhớ PLC ) trong khâu chấp hành, PLC giám sát
chặt chẽ, ổn định chính xác trạng thái của hệ thống thông qua tín hiệu của các thiết
bị đầu vào. Sau đó nó sẽ căn cứ trên chơng trình logic để xác định tiến trình hoạt
động đồng thời truyền tín hiệu tới thiết bị đầu ra.
PLC có thể đợc sử dụng để điều khiển những thao tác ứng dụng đơn giản,
lặp đi lặp lại hoặc một vài thiết bị trong số chúng có thể đợc nối mạng cùng với hệ
Khoa cơ điện

- 48 -

Trờng ĐHNNI_ Hà Nội



.

Đồ án tốt nghiệp
TĐH46

Nguyễn Văn Tú _ Lớp

thống điều khiển trung tâm hoặc những máy tính trung tâm thông qua một phần
của mạng truyền dẫn. Với mục đích để tổ hợp việc điều khiển một quá trình xử lý
phức tạp.
Ngày nay, với những tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ siêu nhỏ đem lại
hiệu năng cao và tối thiểu hoá kích thớc, chúng đà mở ra thị trờng mới cho PLC.
Các phần cứng điều khiển hoặc các điều khiển dựa trên máy tính PC (Personal
Computer ) đợc mở rộng với các tính năng thực, nay đà có thể điều khiển các quá
trình tự động hoá phức tạp.
Nhiều loại PLC khác nhau bao trùm nhiều chức năng, từ các máy tính mạng
nhỏ và các khối phân tán cho tới các PLC hiệu năng cao, ít lỗi, có tính modul. Chúng
khác nhau về tốc độ xử lý, khả năng nối mạng hoặc các modul vào ra. Các PC hiện đại
đà cho phép phát triển công cụ lập trình PLC nhanh chóng trong vòng 10 năm qua.
Các phơng pháp lập trình PLC truyền thống nh danh sách lệnh, logic bớc hoặc sơ
đồ hàm hệ thống điều khiển, cho tới nay đang đợc áp dụng mạnh mẽ và đang trên
con đờng đạt tới đỉnh cao của nó.
2.3.4. Ưu điểm của PLC.
Với khả năng lập trình đơn giản, cùng với sự phát triển của công nghệ máy
tính. Đến nay bộ điều khiển PLC đạt đợc những u thế cơ bản trong việc ứng dụng
điều khiển các dây truyền công nghệ:
ã Chuẩn bị vào tác động nhanh.
ã Độ tin cậy cao và ngày càng tăng.

ã Dễ dàng thay đổi hoặc soạn thảo chơng trình.

ã Sự đánh giá các nhu cầu là đơn giản.
ã Xử lý t liệu tự động.
ã Khả năng tái tạo.
ã Tiết kiệm không gian.

ã Sự cải biến thuận tiện.
ã Thích ứng trong môi trờng khắc nghiệt.
ã Có thể tính toán đợc giá thành.
Khoa cơ điện
- 49 -

Trờng ĐHNNI_ Hà Nội


.

Đồ án tốt nghiệp
TĐH46

Nguyễn Văn Tú _ Lớp

ã ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng.
+ So sánh với hệ thống điều khiển logic thông thờng (dạng kinh điển) thì hệ
thống điều khiển dùng PLC có những chỉ tiêu u việt hơn hẳn:

Chỉ tiêu

Điều khiển Logic

kinh điển

Điều khiển Logic
khả trình

Phần tử điều khiển (Phần cứng)

Mục đích đặc biệt

Mục đích chung

Phạm vi điều khiển

Nhỏ và trung bình

Trung bình và lớn

Thay đổi hoặc thêm bớt

Khó

Dễ

Bảo trì bảo dỡng

Khó thực hiện

Dễ thực hiện

Độ tin cậy


Phụ thuộc vào thiết kế
và chế tạo

Cao

Hiệu quả kinh tế

Ưu điểm ở vùng hoạt
động công suất nhỏ

Ưu điểm với mọi vùng
hoạt động

2.3.5. Hiệu quả kinh tế của PLC.
Khi sử dụng một phơng án nào trong điều khiển tự động thì ngoài yếu tố kỹ
thuật chúng ta cũng phải xét đến tính kinh tế của phơng án đó để xem phơng án
có thể khả thi hay không?. Nếu phơng án đó khả thi thì cả hai yếu tố kinh tế kỹ
thuật đều phải đảm bảo.
Do PLC ra đời thay thế cho hệ rơle nên việc so sánh PLC và hệ rơle đà đợc
các nhà đầu t tính toán và đa ra kết quả dới đây:

Khoa cơ điện

- 50 -

Trờng ĐHNNI_ Hµ Néi


.


Đồ án tốt nghiệp
TĐH46

Nguyễn Văn Tú _ Lớp

Hình 2.8: So sánh kinh tế Rơle và PLC

Từ hình 2.3.5 có thể thÊy r»ng: VỊ mỈt kinh tÕ, viƯc sư dơng PLC kinh tế
hơn hệ Rơle rất nhiều ở quy mô sản xt lín, v× tỉng chi phÝ cđa mét hƯ PLC thÊp
h¬n so víi tỉng chi phÝ cho mét hƯ R¬le.
VỊ mặt kỹ thuật, thì việc sử dụng bộ PLC có một hạn chế là phải dùng đội
ngũ nhân viên kỹ thuật trình độ cao thì mới có thể thiết kế lập trình và thao tác bộ
PLC. Tuy nhiên với tính năng hơn hẳn hệ rơle, ngời ta đà sử dụng PLC thay thế
cho hệ rơle. Dới đây chúng tôi đa ra một số u, nhợc điểm về mặt kỹ thuật của
hai hệ điều khiển này:
Điều khiển bằng Rơ Le

Điều khiển bằng PLC

Ưu điểm

Ưu điểm

+ Nắm biết đợc và độ tin cậy + Độ tin cậy cao nhờ sử dụng các phần
trong một thời gian dài.
Khoa cơ điện

tử tiếp xúc.
- 51 -


Trờng ĐHNNI_ Hà Nội