Tự học PLC, HMI- Phần 2 Đấu nối PLC, cấu hình hardware, network và tìm hiểu các khối hàm
Cấu hình phần cứng, Network và Tìm hiểu Khối hàm
Nội dung
1. Đấu nối PLC
Khi mua PLC hoặc đấu nối bạn cần để ý ký hiệu sau: AC/DC/Relay, DC/DC/DC hay DC/DC/relay, chúng có ý nghĩa như sau:
Ví dụ [1]/[2]/[3]:
- [1] là ký hiệu nguồn cấp: AC thì cấp 220V AC, DC thì cấp 24VDC
- [2] là ký hiệu ngõ vào input: thường thì chỉ có là DC, tức là tầm áp cho input là 24VDC
- [3] Relay tức là ngõ ra dạng tiếp điểm relay, với loại tiếp điểm relay bạn có thể đấu với tải 220V 2A max cho mỗi Output hoặc tải 24VDC tùy chọn. Nếu ký hiệu là DC thì ngõ ra là dạng Mosfet Transistor chỉ sử dụng với tải 24VDC 0.5A max
Phía dưới là ví dụ đấu nối với PLC CPU 1211C AC/DC/Relay tức là cấp nguồn 220VAC, ngõ vào 24VDC, ngõ ra Relay
- [1] là nguồn ra 24VDC từ PLC, thường dùng cấp cho cảm biến hay để đấu kích ngõ vào Input
- [2] là đấu nối nhận tín hiệu input:
- Nếu đấu như hình 0VDC “-” đấu vào “M” của PLC hiểu là sinking inputs nghĩa là input kích 24VDC.
- Nếu ngược lại 24VDC “+” đấu vào “M” của PLC hiểu là sourcing inputs nghĩa là input kích 0VDC.
- Mức phân biệt tín hiệu: PLC nhận hiểu tín hiệu input là “1” với tín hiệu kích >15 V DC 2.5 mA. PLC nhận hiểu tín hiệu input là “0” với tín hiệu < 5 V DC 1 mA
- [3] là đấu nối nguồn cấp PLC như đã giải thích ở trên
- [4] là đấu nối ngõ ra Output của PLC như đã giải thích ở trên
2. Hardware và cấu hình IO
Để cấu hình phần cứng PLC ta vào Device Configuration
2.1. Rack và slot:
- Rack_0: rack chứa nhiều Slot, mỗi PLC sẻ có 1 loại rack khác nhau thể hiện PLC đó mở rộng được thêm được mấy Slot
- Slot: như hình ta thấy CPU PLC gắn ở Slot 1, còn 2 slot sau còn trống là 2 và 3 để gắn các module In/Out khác, còn các Slot trước là 101, 102, 103 thể để gắn các module truyền thông, functions.
- Để cấu hình thêm IO cho các Slot ta dễ dàng kéo thả các thư viện hardware cần vào là được.
2.2. Cấu hình phần cứng CPU PLC:
Nhấp vào CPU PLC, bài học sẻ tập trung ở 1 vài điểm cần lưu ý, còn lại các cấu hình khác từ từ các bạn sẻ dùng tới và hiểu.
- General: Thể hiện Tên PLC (Name), Tác giả (Author), Vị trí CPU trên Rack, slot. Các chú thích liên quan mã hang và Firmware của CPU.
- PROFINET Interface: cấu hình port profinet cho CPU, phần này ta quan tâm:
- Subnet: khi CPU có kết nối mạng tới HMI hay SCADA hay 1 subnet nào đó thì cần Add thêm Subnet này vào.
- IP protocol: Ip mặc định thường là 192.168.0.1 với Subnet mask là 255.255.255.0, vấn đề này có thể gây rắc rối chút khi mà router nhà bạn hay công ty kết nối tới PLC cũng thường có Ip trùng thế này, do đó mình nghĩ bạn nên Set lại là 168.0.22 hay .1.33 nào đó tùy bạn, miễn là nên né .0.1. Nếu dùng router thì bạn cài Address cho Router.
- System and clock memory: System memory bit và clock memory bit giúp bạn tạo ra các bit đặc biết hay dùng trong chương trình như: First scan, Always true, các xung clock 1hz, 2hz, 10hz…..
- Time of day:
Cấu hình thời gian, múi giờ cho CPU, để khi đọc thời gian thực hay dùng các hàm thời gian sẻ chính xác hơn
- IO tag: cấu hình tag cho PLC ta vào IO tags và đặt tagname cho các IO theo thiết kế của bạn, gom theo nhóm bằng cách chọn bảng tag (Tag Table), bạn sẻ hiểu rõ hơn về khai biến và vùng nhớ ở phần kế tiếp, trong khai báo IO tags ta sẻ quan tâm:
- Ngõ vào Input: là các tín hiệu Digital Input, khai báo theo bit ví dụ: I0.0, I0.1… Với ngõ vào là analog khai báo sẻ ép kiểu số Interger 16bit ví dụ: IW100
- Ngõ ra Output: là các tín hiệu Digital Output, khai báo theo bit ví dụ: Q0.0, Q0.1…Với ngõ ra là analog khai báo sẻ ép kiểu số Interger 16bit ví dụ: QW100
- Vùng nhớ M: là vùng nhớ nội PLC gọi là vùng nhớ Bit Memory, khai báo theo bit ví dụ: M0.0, M0.1.. theo Byte ví dụ MB0, theo Word ví dụ MW0, theo Double word ví dụ MD0
Bạn cũng có thể cấu hình tags trong menu PLC Tags, khi các tag trùng nhau bạn sẻ thấy nó hiện màu vàng và cần phải cấu hình lại.
3. Network và cấu hình mạng cơ bản PLC kết nối HMI
Video hướng dẫn
4. Ngôn ngữ lập trình và các khối hàm
4.1. Ngôn ngữ lập trình:
LAD, FBD, STL, SCL hay graph, mình thì hay dùng LAD và SCL, S7 1200 và S7 1500 có hỗ trợ như sau:
Thường ở hầu hết các PLC không chỉ riêng Siemens đều hỗ trợ ngôn ngữ Ladder, ngôn ngữ phổ biến và gần gũi với dân điện. Do đó khi mới tiếp cận, bạn nên học viết theo Ladder. Với người học là xuất thân từ dân điện tử hay IT, quen với ngôn ngữ C thì sẻ dễ dàng tiếp cận qua ngôn ngữ SCL. Nên theo mình thì không nên quá dàn trải, bạn chỉ cần nắm vững Ladder và SCL là có thể làm được rất nhiều thứ hay ho rùi.
- Khi Add các Block để lập trình là lúc bạn chọn lun loại ngôn ngữ coding, mới nhập môn như mình đã nói chúng ta sẻ đi từ Ladder nhé. Còn những thứ khác có cơ hội sẻ dung nạp sau, tránh tình trạng lan man.
4.2. Các BLock:
Các Block là các khối hàm, mỗi khối hàm thực thi một nhiệm vụ riêng, ví như mỗi người 1 việc, việc của khối hàm nào khối hàm đó xử lý khi nó được gọi ra. Với khối hàm FB hay FC, ta có thể tự tạo ra và code cho nó để sử dụng như các chương trình con.
Organization blocks (OBs), function blocks (FBs), functions (FCs) or data blocks (DBs).
- Organization blocks (OBs):
- Vòng quét chương trình chính- Program Cycle: thực thi vòng quét chính chương trình bạn viết.
- Startup: Khối hàm được gọi khi PLC khởi động (chuyển từ Stop sang RUN), giúp bạn gọi các hàm khởi tạo hay kiểm tra một số thứ trước khi nhảy vào chương trình chính.
- Time delay interrupt: ngắt để thực thi 1 chương trình sau 1 Timer Delay cài đặt ở cấu trúc “SRT_DINT”.
- Cyclic interrupt: Ngắt theo chu kỳ thời gian, bạn sẻ vào Properties của nó để cài chu kỳ thời gian ngắt, bạn có thể ứng dụng để cộng giá trị Sum của FlowMeter, chương trình lọc lấy mẫu….
- Hardware interrupt: Ngắt theo cấu hình ở Hardware, xem trong cài đặt hardware
- Time error interrupt: Trong cấu hình CPU có cài thời gian vòng quét Max, khi chương trình bạn quá phức tạp hay lỗi gì đó làm cho vòng quét chương trình vượt quá giá trị Max này thì khối hàm này sẻ được gọi để thực thi, nếu không thì PLC sẻ báo lỗi và STOP
- Diagnostic error interrupt: Khi Module bị lỗi gì đó thì khối hàm này được gọi ra, nếu không thì PLC sẻ báo lỗi và STOP
- Pull or plug of modules: khi tháo hay ráp thay thế Module thì khối hàm này được gọi ra, nếu không thì PLC sẻ báo lỗi và STOP
- Rack or station failure: Gọi khi rack bị lỗi hay trạm Remote IO nào đó bị lỗi do truyền thông hay Module.
- Time of day: cài đặt gọi theo thời gian cố định trong ngày.
- Số lượng các OB cho phép:
- FB: Function Block giúp bạn tạo chương trình con, khi gọi FB thì 1 Data Block sẻ được sinh ra và đi kèm, việc này khiến bạn dễ bị ngốn tài nguyên vùng nhớ nếu không biết cách sử dụng tối ưu, việc gắn tag In Out cho các FB có thể không cần, vì nội tại nó đã có Data tham chiếu.
- FC: Function giúp bạn tạo chương trình con, khi gọi FC thì ko có data block nào được tạo ra kèm, và bạn phải gắn các biến tham chiếu cho chương trình, không nó sẻ có dấu ??? lỗi!
- DB: là các data block,giúp bạn thiết lập, tạo các biến, tag vùng nhớ DB
- Số lượng và kích thước vùng nhớ tối đa cho phép của DB/FC/FB:
5. Hiểu quá trình khởi động và vòng quét chương trình chính của PLC
STARTUP
- A- Xóa vùng nhớ Input
- B- Khởi tạo lại ngõ ra Output
- C- gọi chương trình Startup, ví dụ OB100
- D- lấy trạng thái Input từ ngõ vào vật lý và gán vào vùng nhớ Input
- E- Lưu trữ các interrupt events để thực hiện gọi ra trong chế độ RUN
- F- Cho phép ghi từ vùng nhớ Output ra các Output vật lý
RUN:
- 1- Thực hiện ghi từ vùng nhớ Output ra các Output vật lý
- 2- lấy trạng thái Input từ ngõ vào vật lý và gán vào vùng nhớ Input
- 3- Gọi chường trình chính OB
- 4- Thực hiện self-test diagnostics tự chẩn lỗi
- 5- Trong tất cả các tac vụ trên của PLC, PLC luôn gọi các hàm ngắt (interrupt) hay truyền thông khi có event liên đới tới, để đảm bảo các hàm ngắt hay truyền thông luôn thực thi ưu tiên.
Mọi thắc mắc bài học sẻ được giải đáp tại đây nhé