Giáo trình Điều khiển tự động

dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PLC
1.1 GIỚI THIỆU VỀ PLC (Programmable Logic Control) (Bộ điều khiển logic khả
trình)
Hình thành từ nhóm các kỹ sư hãng General Motors năm 1968 với ý tưởng ban đầu
là thiết kế một bộ điều khiển thỏa mãn các yêu cầu sau:
¾ Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
¾ Dễ dàng sửa chữa thay thế.
¾ Ổn định trong môi trường công nghiệp.
¾ Giá cả cạnh tranh.
Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC: Programmable Logic Control) (hình 1.1)
là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một
ngôn ngữ lập trình, thay cho việc thể hiện thuật toán đó bằng mạch số.
Hình 1.1
Như vậy, với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành bộ điều khiển số
nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung
quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu
nhớ trong bộ nhớ PLC dưới dạng các khối chương trình (khối OB, FC hoặc FB) và thực
hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 2
Hình 1.2
Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính
năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ
để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và các cổng vào/ra để giao tiếp với đối tượng điều
khiển và trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài
toán điều khiển số, PLC còn cần phải có thêm các khối chức năng đặc biệt khác như bộ
đếm (Counter), bộ định thì (Timer)  và những khối hàm chuyên dụng.
PROGRAMMABLE
CONTROLLER
Isolation
Barrier
Isolation
Barrier
Central
Processor
program data
Low Voltage
AC Power
Output
DC Poweror
Communications
Port
Input
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 3
Hình 1.3
Hệ thống điều khiển sử dụng PLC
Hình 1.4 Hệ thống điều khiển dùng PLC
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 4
1.2 PHÂN LOẠI
PLC được phân loại theo 2 cách:
¾ Hãng sản xuất: Gồm các nhãn hiệu như Siemen, Omron, Misubishi, Alenbratlay
¾ Version:
Ví dụ: PLC Siemen có các họ: S7-200, S7-300, S7-400, Logo.
PLC Misubishi có các họ: Fx, Fx0, FxON
1.3 CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG
1.3.1 Các bộ điều khiển
Ta có các bộ điều khiển: Vi xử lý, PLC và Máy tính.
1.3.2 Phạm vi ứng dụng
1.3.2.1 Máy tính
• Dùng trong những chương trình phức tạp đòi hỏi độ chính xác cao.
• Có giao diện thân thiện
• Tốc độ xử lý cao
• Có thể lưu trữ với dung lượng lớn
1.3.2.2 Vi xử lý
• Dùng trong những chương trình có độ phức tạp không cao (vì chỉ xử lý 8 bit).
• Giao diện không thân thiện với người sử dụng
• Tốc độ tính toán không cao.
• Không lưu trữ hoặc lưu trữ với dung lượng rất ít
1.3.2.3 PLC
• Độ phức tạp và tốc độ xử lý không cao
• Giao diện không thân thiện với người sử dụng
• Không lưu trữ hoặc lưu trữ với dung lượng rất ít
• Môi trường làm việc khắc nghiệt
1.4 CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG PLC
PLC được sử dụng khá rộng rãi trong các ngành: Công nghiệp, Máy nông nghiệp,
Thiết bị y tế, Oâtô (xe hơi, cần cẩu)
1.5 CÁC ƯU ĐIỂM KHI SỬ DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VỚI PLC:
- Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic như kiểu dùng rơ le.
- Có độ mềm dẻo sử dụng rất cao, khi chỉ cần thay đổi chương trình (phần mềm)
điều khiển.
- Chiếm vị trí không gian nhỏ trong hệ thống.
- Nhiều chức năng điều khiển.
- Tốc độ cao.
- Công suất tiêu thụ nhỏ.
- Không cần quan tâm nhiều về vấn đề lắp đặt.
- Có khả năng mở rộng số lượng đầu vào/ra khi nối thêm các khối vào/ra chức năng.
- Tạo khả năng mở ra các lĩnh vực áp dụng mới.
- Giá thành không cao.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 5
Chính nhờ những ưu thế đó, PLC hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các hệ
thống điều khiển tự động, cho phép nâng cao năng suất sản xuất, chất lượng và sự đồng
nhất sản phẩm, tăng hiệu suất , giảm năng lượng tiêu tốn, tăng mức an toàn, tiện nghi và
thoải mái trong lao động. Đồng thời cho phép nâng cao tính thị trường của sản phẩm.
1.6 GIỚI THIỆU CÁC NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH
Các loại PLC nói chung thường có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ các đối
tượng sử dụng khác nhau. PLC S7-300 có 5 ngôn ngữ lặp trình cơ bản. Đó là:
¾ Ngôn ngữ “hình thang”, ký hiệu là LAD (Ladder logic).
Đây là ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch logic.
¾ Ngôn ngữ “liệt kê lệnh”, ký hiệu là STL (Statement list).
Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Một chương trình được
ghép gởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều
có cấu trúc chung là “tên lệnh” + “toán hạng”.
¾ Ngôn ngữ “hình khối”, ký hiệu là FBD (Function Block Diagram).
Đây cũng là ngôn ngữ đồ hoạ thích hợp với những người quen thiết kế mạch
điều khiển số.
¾ Ngôn ngữ GRAPH.
Đây là ngôn ngữ lập trình cấp cao dạng đồ hoạ. Cấu trúc chương trình rõ ràng,
chương trình ngắn gọn. Thích hợp cho người trong ngành cơ khí vốn quen với giản đồ
Grafcet của khí nén.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 6
Hình 1.5
¾ Ngôn ngữ High GRAPH.
Hình 1.6
Là dạng ngôn ngữ lập trình phát triển từ ngôn ngữ lập trình GRAPH.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 7
Chương 2: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG PLC HỌ S7
2.1 CÁC TIÊU CHUẨN VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT HỌ S7-200, S7-300
Xem phụ lục 1
2.2 CÁC TÍNH NĂNG CỦA PLC S7-300, S7-200
2.2.1 S7-300
• Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm vi
trung bình
• Có nhiều loại CPU
• Có nhiều Module mở rộng
• Có thể mở rộng đến 32 Module
• Các Bus nối tích hợp phía sau các Module
• Có thể nối mạng Multipoint Interface (MPI), Profibus hoặc Industrial Ethernet
• Thiết bị lập trình trung tâm có thể truy cập đến các Module
• Không hạn chế rãnh
• Cài đặt cấu hình và thông số với công cụ trợ giúp “HW-Config.
2.2.2 S7-200
• Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm vi hẹp
• Có nhiều loại CPU
• Có nhiều Module mở rộng
• Có thể mở rộng đến 7 Module
• Bus nối tích hợp trong Module ở mặt sau
• Có thể nối mạng với cổng giao tiếp RS 485 hay Profibus
• Máy tính trung tâm có thể truy cập đến các Module
• Không qui định rãnh cắm
• Phần mềm điều khiển riêng
• Tích hợp CPU, I/O nguồn cung cấp vào một Module
• “Micro PLC với nhiều chức năng tích hợp.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 8
2.3 CÁC MODULE CỦA PLC S7-300, S7-200
2.3.1 S7-300
Hình 2.1
¾ Module CPU
Module CPU là module chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thì, bộ
đếm, cổng truyền thông (RS 485)  và có thể còn có một vài cổng vào/ra số. Các cổng
vào/ra số có trên module CPU được gọi là cổng vào/ra onboard như CPU 314IFM.
Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại module CPU khác nhau. Nói chung chúng được
đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như module CPU312, module CPU314, module
CPU315.
Những module cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng vào/ra
onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện của hệ điều
hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard này sẽ phân biệt với nhau trong tên
gọi bằng cách thêm cụm chữ cái IFM (Intergrated Function Module). Ví dụ module
CPU313IFM, module CPU314IFM
Ngoài ra, còn có các loại module CPU với hai cổng truyền thông, trong đó cổng
truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán như mạng
PROFIBUS (PROcess FIeld BUS). Tất nhiên kèm theo cổng truyền thông thứ hai này là
những phần mềm tiện dụng thích hợp cũng đã được cài sẵn trong hệ điều hành. Các loại
module CPU này được phân biệt với các loại module CPU khác bằng cách thêm cụm từ
DP (Distributed Port). Ví dụ như module CPU315-2DP.Tham khảo hình dưới:
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 9
Hình 2.2 Cổng giao tiếp của các PLC
Các loại module mở rộng:
¾ PS (Power Supply): Module nguồn nuôi, có 3 loại 2A, 5A và 10A.
¾ SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, gồm có:
• DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số với số lượng cổng có
thể là 8, 16 hoặc 32 tùy theo từng loại module. Gồm 24VDC và 120/230V AC.
• DO (Digital Output): Module mở rộng các cổng ra số với số lượng cổng có
thể là 8, 16 hoặc 32 tùy theo từng loại module. Gồm 24VDC và ngắt điện từ.
• DI/DO (Digital Input/Digital Out): Module mở rộng các cổng vào/ra số với
số lượng cổng có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tùy theo từng loại module.
• AI (Anolog Input): Module mở rộng các cổng vào tương tự. Về bản chất
chúng là những bộ chuyển đổi tương tự số 12 bits (AD), tức là mỗi tín hiệu tương tự được
chuyển đổi thành một tín hiệu số (nguyên) có độ dài 12 bits. Số các cổng vào tương tự có
thể là 2, 4 hoặc 8 tùy theo loại module. Tín hiệu vào có thể là áp, dòng, điện trở.
• AO (Anolog Output): Module mở rộng các cổng ra tương tự. Chúng là
những bộ chuyển đổi số tương tự 12 bits (DA). Số các cổng ra tương tự có thể là 2, 4 hoặc
8 tùy theo loại module. Tín hiệu ra có thể là áp hoặc dòng.
• AI/AO (Analog Input/Analog Output): Module mở rộng các cổng vào/ra
tương tự. Số các cổng tương tự có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tùy theo từng loại
module.
¾ IM (Interface Module): Module ghép nối. Đây là loại module chuyên dụng có
nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý
chung bởi một module CPU. Thông thường các module mở rộng được gá liền với nhau
trên một thanh đỡ gọi là rack (hình 2.3). Trên mỗi thanh rack chỉ có thể gá tối đa 8
module mở rộng (không kể module CPU, nguồn nuôi). Một module CPU S7-300 có thể
làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 racks và các racks này phải được nối với nhau bằng
module IM (xem hình 2.4).
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 10
Hình 2.3 Thanh rack
Hình 2.4 Sơ đồ phân bố các racks
¾ FM (Function Module): Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ như
module điều khiển động cơ servo, module điều khiển động cơ bước, module PID, module
điều khiển vòng kín, Module đếm, định vị, điều khiển hồi tiếp 
¾ CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thông trong mạng
(MPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet) giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy
tính.
Hình sau là cấu hình đầy đủ của một thanh Rack và sơ đồ kết nối nhiều Rack:
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 11
Hình2.5 Cấu hình một thanh rack của PLC S7-300
Hình 2.6 Cấu hình tổng quát của một PLC S7-300 với 4 thanh rack nối với nhau nhờ module
IM và cáp nối 368
¾ Phụ kiện
Bus nối dữ liệu (Bus connector).
¾ Kiểm tra phần cứng
Kiểm tra bằng cách nhìn LED ở bộ nguồn
Bảng 2.1
LED “DC 24V TRẠNG THÁI PHẢN ỨNG CỦA NGUỒN
Sáng liên tục Có điện áp 24V Có điện áp 24V
Chớp Mạch ra quá tải:
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 12
LED “DC 24V TRẠNG THÁI PHẢN ỨNG CỦA NGUỒN
Cao đến 130%
(động)
Cao đến 130%
(tĩnh)
Bị sụt áp
Điện áp được hồi phục khi không còn quá tải
Cao đến 130% tĩnh
Điện áp suy giảm, giảm tuổi thọ
Off Ngắn mạch lối ra Mất điện áp, tự động hồi phục khi ngắn mạch
được loại bỏ
Off Quá áp hay thấp áp
phần sơ cấp
Quá áp có thể gây thiệt hại.
Khi bị thấp áp tự động ngắt
Kiểm tra bằng cách nhìn LED ở CPU của S7 – 300
Hình 2.7
• Trạng thái hiển thị LED:
- SF = Lỗi nhóm, chương trình sai hay lỗi từ khối chuẩn đoán
- BATF = Lỗi Pin, Pin hết hay không có pin
- DC5V = Báo có 5 VDC
- FRCE = Sáng lên khi biến cưỡng bức tác động
- RUN = Nhấp nháy khi CPU khởi động, ổn định ở chế độ RUN
- STOP = Ổn định ở chế độ STOP
 Chớp chậm khi có yêu cầu RESET bộ nhớ
 Chớp nhanh khi đang RESET bộ nhớ
• Chìa khóa công tắc: Để đặt bằng tay các trạng thái hoạt động của CPU
- MRES = Reset bộ nhớ (Reset khối)
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 13
I0.0
1L+1M
1M
DC24V OUTPUTS
DC
24V
DC
24V
INPUTS
0.0
0.0
0.1
0.1
0.2
0.2
0.3
0.3
2L+2M
2M
0.4
0.4
0.5
0.5
0.6
0.6
0.7
0.7
1.0
1.0
1.1
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
M
M
L+
L+ DC
SENSOR
SUPPLY
I1.0
TERM
STOP RUN VR1
Q0.0SF Q1.0
0 1
I0.1 I1.1 Q0.1RUN Q1.1
Cổng truyền thông
I0.2 I1.2 Q0.2STOP
I0.3 I1.3 Q0.3
I0.4 I1.4 Q0.4
I0.5 I1.5 Q0.5
I0.6 Q0.6
I0.7 Q0.7
CPU-214
6ES7 214-1AC00
SIEMENS
SIMATIC
S7-200
- STOP = Trạng thái dừng STOP, chương trình không thực hiện
- RUN-P = Trạng thái chạy RUN, CPU thực hiện chương trình
- RUN = Chương trình được thực hiện, hoặc có thể, tuy nhiên, chỉ đọc
thôi không sửa được chương trình.
Kiểm tra bằng cách nhìn LED ở khối Digital
Hình 2.8
Mỗi kênh vào/ra của các modul đều được hiển thị bằng LED. Chúng có công
dụng có thể cho biết vị trí lỗi của  ... /0.5A. (Hình 5.13):
Hình 5.13
♦ Tương tự, ta Click vào Slot 6 và Click vào AI_300 -> D_Click vào
SM 331 A12x12Bit. (hình 5.14):
 Hình 5.14
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 60
♦ Tương tự, ta Click vào Slot 7 và Click vào A0_300 -> D_Click vào
SM 332 AO4 x 12Bit.(Hình 5.15):
 Hình 5.15
♦ Ta Click vào biểu tượng để Save và Compile cấu hình cứng. Ta đóng cửa sổ
HW_Config để vào màn hình Manager.
Khi trở về màn hình Manager ta D_Click vào biểu tượng khối OB1 (hình 5.16) để
mở khối OB1.
 Hình 5.16
♦ Khi cửa sổ Properties_ Organization Block hiện ra (hình 5.17) ta có thể chọn ngôn ngữ
lập trình cho khối OB1. Ở đây ta chọn ngôn ngữ LAD (LADDER) để lập trình.
Hình 5.17
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 61
5.4.2 Cấu trúc cửa sổ lập trình
Hình 5.18 Các thành phần của cửa sổ lập trình
• Bảng khai báo phụ thuộc khối. Dùng để khai báo biến và tham số khối
• Phần soạn thảo chứa một chương trình, nó chia thành từng Network. Các thông số
nhập được kiểm tra lỗi cú pháp
Nội dung cửa sổ “Program Element”tùy thuộc ngôn ngữ lập trình đã lựa chọn. Có thể
nhấn đúp vào phần tử lập trình cần thiết trong danh sách để chèn chúng vào danh sách.
Cũng có thể chèn các phần tử cần thiết bằng cách nhấn và nhả chuột.
Các thanh công cụ thường sử dụng:
 : Mở chương trình mới
 : Mở chương trình đã có sẵn
 : Lưu chương trình
 : Đổ chương trình xuống PLC
Bảng khai báo
biến và tham số
khối
Bảng các công cụ lập
trình (Program Element)
Phần soạn thảo
chương trình
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 62
 : Hiển thị địa chỉ dạng tên gợi nhớ (Symbol representation)
 : Giám sát hoạt động chương trình của PLC
 : Mở cửa sổ các phần tử lập trình (Program Element)
: Rẽ nhánh chương trình
 : Tạo network mới.
Các Menu công cụ thường dùng:
• New (File Menu) Tạo mới
• Open (File Menu) Mở file
• Cut (Edit menu) Cắt
• Paste (Edit Menu) Dán
• Copy (Edit Menu) Sao chép
• Download (PLC Menu) Tải xuống
• Network (Insert) Chèn network mới
• Program Elements (Insert) Mở cử sổ các phần tử lập trình
• Clear/Reset (PLC) Xóa chương trình hiện thời trong
PLC
• LAD, STL, FBD (View) Hiển thị dạng ngôn ngữ yêu cầu
Các phần tử lập trình thường dùng (cửa sổ Program Elements):
 * Các lệnh logic tiếp điểm: *Các loại counter.
 * Các lệnh toán học
Số nguyên: Số thực:
* Các loại Timer
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 63
* Các lệnh chuyển đổi dữ liệu: * Các lệnh so sánh:
5.4.3 Đổ chương trình
Ta phải thiết lập sẵn sàng sự kết nối đến PLC (hình 5.19) để đổ chương trình.
Hình 5.19
Mở nguồn cho PLC.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 64
Chuyển sang trang thái stop. Đèn stop hiện lên.
Chuyển cần gạt sang chế độ MRES và giữ khoảng 3s để reset
trước khi đổ.
Chuyển nút gạt trở về vị trí stop và đổ chương trình.
Chọn những khối mà ta sẽ download (từ màn
hình Manager), PLC -> Download.
5.4.4 Giám sát hoạt động của chương trình
Để quan sát trạng thái hoạt động hiện thời của PLC ta dùng chức năng Kiểm tra và
quan sát.
Trong chế độ kiểm tra các phần tử trong LAD/FBD được hiển thị ở các màu khác
nhau. Có thể định dạng các màu này trong menu Option -> Customize.
Để kích hoạt chức năng Kiểm tra và quan sát ta Click vào biểu tượng mắt kính
trên thanh công cụ hoặc vào menu Debug -> Monitor
Khi đó trong chương trình có các đặc điểm:
¾ Trạng thái được thực hiện có màu xanh lá và liền nét.
¾ Trạng thái không thực hiện có dạng đường đứt nét.
™ Chú ý: Ở chế độ kiểm tra, sự thay đổi trong chương trình là không thể thực hiện
được.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 65
PHỤ LỤC
PLC SIMATIC S7-200 có các thông số kỹ thuật sau :
Đặc trưng cơ bản của các khối vi xử lý CPU212 và CPU214 được giới thiệu trong bảng :
CPU212 CPU214
Bộ nhớ chương trình 512 words(1KB) có nhớ 2048 words(4KB) có nhơ
Bộ nhớ dữ liệu 512 words, chứa 100 words có nhớ 2048 words(4KB),chứa 512 words có nhơ
Số cổng logic vào 8 14
Số cổng logic ra 6 10
Số module I/O mở rộng 2 7
Tổng số cổng logic vào 64 64
Tổng số cổng logic ra 64 64
Số bộ tạo thời gian trễ 64/2:1ms,8:10ms,54:100ms 128/4:1ms,16:10ms108:100ms
Số bộ đếm 64 128
Số bộ đếm tốc độ cao 0 3
Số bộ phát xung nhanh 0 2
Số bộ đ. chỉnh tương tự 0 2
Số bít nhớ đặc biệt 368 688
Chế độ ngắt & xử lý tín hiệu x X
Thời gian lưu trữ bộ nhớ 50 giờ 190 giờ
Pin kéo dài thời gian nhớ x X
Led chỉ thị trạng thái I/O x X
Ghép nối máy tính x X
• CÁC ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT CỦA CPU 312IFM
CPU và Product Version
- Mã hiệu 6ES7312-5AC02-0A0B
- Phiên bản phần cứng: 01
- Phiên bản của Hãng V1.1.0
- Phần mềm thích hợp STEP 7 V5.0 Service Pack 03
Memory
Bộ nhớ làm việc
- Bộ nhớ nội: 6K
- Bộ nhớ mở rộng: Không
Bộ nhớ LOAD
- Bộ nhớ tích phân: 20KB RAM
20KB EEPROM
- FEPROM mở rộng: Không
- RAM mở rộng: Không
Backup Có
- Có Pin: Không
- Không có Pin: Giữ được 72 bytes thông số
(dữ liệu, cờ, timer)
Thời gian xử lý
- Xử lý với các lệnh bit: Cực tiểu 0.6 µs
- Xử lý với các lệnh từ: Cực tiểu 2 µs
- Phép toán với số nguyên kép: Cực tiểu 3 µs
- Các phép toán với dấu phẩy trôi: Cực tiểu 60 µs
Bộ định thời/đếm và đặc tính lưu giữ
Các bộ đếm S7: 32
- Điều chỉnh lưu giữ : Từ C 0 tới C 31
- Đặt trước (Preset): Từ C 0 tới C 7
- Dải đếm: 1 tới 999
Các bộ đếm IEC: Có
- Loại: SFBs
Bộ định thời S7: 64
- Điều chỉnh lưu giữ: Không
- Dải định thời gian: 10 ms tới 9990 s
Các bộ định thời IEC: Có
- Loại SPBs
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 66
Miền dữ liệu và các đặc tính lưu giữ
Toàn bộ miền lưu giữ dữ liệu (các cờ Cực đại 1 DB, 72 byte dữ liệu
liên hợp, các bộ thời gian, bộ đếm)
Các bộ nhớ Bit: 1024
- Điều chỉnh lưu giữ: MB 0 tới MB 71
- Đặt trước (Preset) MB 0 tới MB 15
Các bộ nhớ Clock: 8 (1 byte bộ nhớ)
Các khối dữ liệu: Cực đại 63 (DB 0 để dự trữ)
- Kích thước: Cực đại 6KB
- Điều chỉnh lưu giữ: Cực đại 1DB, 72 bytes
- Đặt trước (Preset): Không lưu giữ
Vùng dữ liệu (không thay đổi): Cực đại 512 byte
- Lớp quyền ưu tiên 256 bytes
Các Khối
Obs Xem danh sách lệnh
- Kích thước: cực đại 6 KB
Chiều sâu ngăn xếp
- Lớp quyền ưu tiên 8
- Các mức thêm vào trong vòng 1 lỗi OB: Không
FBs Cực đại 32
- Kích thước: Cực đại 6KB
FCs Cực đại 32
- Kích thước: Cực đại 6KB
Miền địa chỉ (các lối vào / ra)
Vùng địa chỉ cho ngoại vi:
- Số / Digital: 0 tới 31/0 tới 31
Tích hợp: 124, 125 E/124 A
- Tương tự / Analog: 256 tới 383/256 tới 383
Xử lý vẽ hình (không thay đổi được): 32 byte + 4 byte integral/
32 byte + 4 byte integral
Các kênh Digital: 256 + 10 integral /256 + 6 integral
Các kênh Analog: 64/32
Cấu hình
Khung gắn: 1
Số module trên giá đỡ: Cực đại 8
DB chủ
- Tích hợp Không
- Qua CP Có
Các chức năng thông báo S7
Kích hoạt ngay lập tức Không
Báo động - các khối S
Thời gian
Đồng hồ thời gian thực: Có
- Lưu giữ: Không
- Độ chính xác: Xem phần 8.1.6
Hoạt động của bộ đếm giờ Không
Đồng bộ clock Có
- Trên PLC Chủ
- Trên MPI Chủ/Tớ
Các chức năng kiểm tra và uỷ thác
Trạng thái /thay đổi các biến Có
- Các biến Lối vào, lối ra, các cờ,
 DBs, thời gian, bộ đếm
- Số
Các biến màn hình Cực đại 30
Các biến thay đổi Cực đại 14
Force
- Biến Các lối vào, lối ra
- Số Cực đại 10
Khối monitor Có
Dãy đơn Có
Điểm gãy 2
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 67
Bộ đệm chuẩn đoán Có
- Số lối vào 100
Chức năng truyền thông
Truyền thông PD/OP Có
Truyền dữ liệu tổng thể Có
- Số gói GD
Gửi 1
Nhận 1
Kích thước của gói GD Cực đại 22 byte
Kích thước thích hợp 8 byte
Truyền thông S7 cơ bản Có
- Dữ liệu Người dùng Cực đại 76 byte
Kích thước thích hợp 32 byte với X/I_PUT/_GET
76 Byte vớI X_SEND/_RCV
Truyền Thông S7 Có (server)
- Dữ liệu Người dùng Cực đại 160 byte
Kích thước thích hợp 32 byte
Tương thích truyền thông S5 Không
Truyền thông chuẩn Không
Số tài nguyên kết nối 6 cho PD/OP/S7 cơ bản/S7 truyền thông
- Đặt trước cho:
Truyền thông PD Cực đại 5
Người dùng có thể định nghĩa từ 1 tới 5
Mặc định 1
Truyền thông OP Cực đại 5
Người dùng có thể định nghĩa từ 1 tới 5
Mặc định 1
Truyền thông S7 cơ bản Cực đại 2
Người dùng có thể định nghĩa từ 0 tới 2
Mặc định 2
Giao diện
Giao diện thứ nhất
Chức năng
- MPI Có
- DP chủ Không
- DP tớ Không
- Cách điện galvanic Không
MPI
- Các dịch vụ
PD/OP Có
Truyền thông toàn bộ dữ liệu Có
Truyền thông S7 cơ bản Có
Truyền thông S7 Có (Server)
- Vận tốc truyền 19,2; 187,5kbps
Kích thước
- Kích thước lắp đặt W x H x D (mm) 80 x 125 x 130
- Trọng lượng Khoảng 0,45kg
Lập trình
- Ngôn ngữ lập trình STEP 7
- Tập lệnh lưu trữ Xem danh sách lệnh
- Ngăn xếp 8
- Các lệnh hệ thống (SFCs) Xem danh sách lệnh
- Các khối lệnh hệ thống (SFBs) Xem danh sách lệnh
- Bảo mật chương trình người dùng Mật khẩu bảo vệ
Điện thế, Dòng
Nguồn nuôi 24VDC
- Dải nguồn cho phép 20,4 tới 28,8VDC
Công suất tiêu thụ (không tải) 0.7A (điển hình)
Dòng khởi động 8A
I2 t 0,4 A2 s
Cầu chì ngoài cho đường cấp nguồn (khuyến cáo) Bộ ngắt mạch; 10A, loại B hoặc C
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 68
Nguồn PG cho MPI (15 tới 30VDC) Cực đại 200mA
Mất mát công suất 9W (điển hình)
Pin Không
Bộ ắcquy Không
Các lối vào / ra tích hợp
Địa chỉ:
- Các lối vào Digital E 124.0 tới E 127.7
- Các lối ra Digital A 124.0 tới A 124.7
Các hàm tích hợp
Đếm 1 (xem Integrated Functions Manual)
Đo tần số cực đại tới 10 KHz (xem Integrated
 Functions Manual)
• ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT CÁC LỐI VÀO ĐẶC BIỆT CỦA CPU 312IFM
Module – Dữ liệu đặc biệt
Số các lối vào 4 từ
[ 124.6 tới I 125.1
Chiều dài cáp 
- Bọc kim Cực đại 100m (109 yd.)
Thế, dòng, điện thế
Số các lối vào có thể xử lý đồng thời 4
- (Cấu hình ngang) tới 60°C 4
- (Cấu hình đứng) tới 40°C 4
Các trạng thái, các ngắt, các chuẩn đoán
Hiển thị trạng thái 1 đèn LED xanh cho mỗi kênh
Ngắt
- Xử lý ngắt Có thể thông số hoá
Các hàm chuẩn đoán Không
Tài liệu lựa chọn cảm biến
Thế lối vào
- Giá trị 24VDC
- Cho tín hiệu “1”
[ 125.0 và [ 125.1 15 tới 30 V
[ 124.6 và [ 24.7 15 tới 30 V
- Cho tín hiệu “0” -3 tới 5V
Dòng lối vào
- Cho tín hiệu “1”
[ 125.0 và [ 125.1 Cực tiểu 2 mA
[ 124.6 và [ 24.7 Cực tiểu 6.5 mA
Thời gian trễ lối vào
- Từ “0” tới “1” Cực đại 50µs
- Từ “1” tới “0” Cực đại 50µs
Các đặc trưng lối vào
- E125.0 và E125.1 Theo IEC 1131, loại 1
- E124.6 và E124.7 Theo IEC 1131, loại 1
Connections nối 2 dây Không
BEROs
Dòng tĩnh cho phép
[ 125.0 và [ 125.1 Cực đại 0.5 mA
[ 124.6 và [ 24.7 Cực đại 2 mA
Thời gian, tần số
Thời gian điều phối nội cho
- Xử lý ngắt Cực đại 1.5ms
Tần số lối vào ≤ 10 kHz
• ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT CÁC LỐI VÀO DIGITAL CỦA CPU 312 IFM
Ghi chú: Có thể gán các thông số các lối vào [ 124.6 và [ 24.7 như là các lối vào đặc biệt, Khi đó các đặc tính kỹ thuật liệt kê cho
các lối vào đặc biệt áp dụng cho các lối vào [ 124.6 và [ 24.7.
Module – Đặc trưng Dữõ liệu
Số các lối vào 8
Chiều dài cáp
- Cáp không bọc kim Cực đại 600m
- Cáp bọc kim Cực đại 1000m
Thế, dòng, điện thế
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn -----------S7200-S7300----------
KS. Lê Ngọc Bích Trang 69
Số lối vào có thể xử lý đồng thời 8
- (Cấu hình ngang) tới 60°C 8
- (Cấu hình đứng) tới 40°C 8
Cách ly điện galvanic Không
Các trạng thái, các ngắt, các chuẩn đoán
Hiển thị trạng thái 1 đèn LED xanh cho mỗi kênh
Các ngắt Không
Các hàm chuẩn đoán Không
Tài liệu lựa chọn cảm biến
Thế lối vào
- Giá trị 24VDC
- Cho tín hiệu “1” 11 tới 30V
- Cho tín hiệu “0” -3 tới 5V
Dòng lối vào
- Cho tín hiệu “1” 7 mA
Thời gian trễ lối vào
- Từ “0” tới “1” 1.2 tới 4.8 ms
- Từ “1” tới “0” 1.2 tới 4.8 ms
Các đặc trưng lối vào1 Theo IEC 1131, loại 2
Connections nối 2 dây Có thể
BEROs
Dòng tĩnh cho phép Cực đại 2 mA
• ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT CÁC LỐI RA DIGITAL CỦA CPU 312 IFM
Tài liệu đặc thù - module
Số các lối ra 8
Chiều dài cáp
- Cáp không bọc kim Cực đại 600m
- Cáp bọc kim Cực đại 1000m
Thế, dòng, điện thế
Dòng tổng cộng của các lối ra (trên nhóm) 
- (Cấu hình ngang) tới 40°C Cực đại 3A
- (Cấu hình ngang) tới 60°C Cực đại 3A
- (Cấu hình đứng) tới 40°C Cực đại 3A
Cách ly điện galvanic Không
Các trạng thái, các ngắt, các chuẩn đoán
Hiển thị trạng thái 1 đèn LED xanh cho mỗi kênh
Các ngắt Không
Các hàm chuẩn đoán Không
Tài liệu lựa chọn khởi động
Thế lối ra
- Cho tín hiệu “1” Cực tiểu L + (-0.8V)
Dòng lối ra
- Cho tín hiệu “1” / định mức 0.5 A
Khoảng cho phép 5 mA đến 0.6 A
- Cho tín hiệu “0” 
Dòng còn dư cực đại 0.5 mA
Dải tổng trở tải 48Ω tới 4kW
Tải đèn cực đại 5W
Nối song song của 2 lối ra
- Cho điều khiển kênh kép tải Có thể
- Cho nâng cao chất lượng Không thể
Điều khiển của một lối vào số Có thể
Tần số chuyển mạch (switching)
- Đối với tải trở Cực đại 100Hz
- Đối với tải cảm
theo IEC 947-5-1, DC13 cực đại 0.5 Hz
- Đối với tải đèn Cực đại 100Hz
Giới hạn của thế cảm ứngngắt 30V (điển hình)
Bảo vệ ngắn mạch lối ra Có, định thời bằng điện tử
- Ngưỡng nhạy 1A (điển hình)