đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện 37 T5 T4 MC1 MC2 MC3 MC2 T2 T3 10s 2.2.4. Sơ đồ thuật toán của mô hình * Trộn Start MB1 hoạt động B4 hoạt động B3 hoạt động V1,V2 mở Stop B4 dừng B2 hoạt động đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện 38 MT4 T 2 T 1 10s T3 MT4 T 1 10s T 2 T3 T4 * Tới 1 * Tới 2 Start B4 hoạt động Stop B4 dừng V1,V3,V4, V5,V6 Mở Start B4 hoạt động Stop B4 dừng V1,V3,V4, Mở V6 Mở V5 Mở đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện 39 2.3. Kết luận chơng II Thông qua nghiên cứu tình hình sản xuất thực tế và lý thuyết chúng tôi thấy cần thiết phải phát triển công nghệ tự động hóa nhằm xây dựng một nền nông nghiệp vững mạnh chuẩn bị xu thế hội nhập khu vực. Trên cơ sở đó đề tài đã xây dựng một hệ thống tới nhỏ giọt hoàn toàn tự động, con ngời chỉ còn nhiệm vụ theo dõi và kiểm tra hệ thống. ở chơng II này chúng tôi đã xây dựng đợc thuật toán điều khiển của mô hình là cơ sở quan trọng cho khâu tiếp theo là lập trình điều khiển hệ thống. Tuy nhiên, do còn nhiều hạn chế nên mô hình cha hoàn toàn nh thực tế, nhng đây sẽ là phần không thể thiếu để có thể xây dựng đợc hệ thống tới nhỏ giọt trong thực tế. đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện 40 Chơng III Thiết kế mô hình hệ thống tới nhỏ giọt tự động 3.1. Chọn thiết bị điều khiển 3.1.1. Phần mềm Simatic S7 - 200 3.1.1.1. Vòng quét PLC thực hiện chơng trình theo một chu trình lặp mỗi vòng lặp là một vòng quét (scan cycle). Mỗi vòng quét đợc bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đếm ảo, tiếp đến là giai đoạn thực hiện chơng trình sau đó là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi, kết thúc vòng quét là giai đoạn chuyển nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng.trong từng vòng quét chơng trình đợc thực hiện bằng lệnh đầu tiên và lệnh kết thúc tại lệnh kết thúc (MEND). Thời gian quét phụ thuộc độ dài của chơng trình, không phải vòng quét nào thời gian quét cũng bằng nhau mà nó phụ thuộc các lệnh thoả mãn trong chơng trình. Trong thời gian thực hiện vòng quét nếu có tín hiệu báo ngắt chơng trình sẽ dừng lại để thực hiện xử lý ngắt, tín hiệu báo ngắt có thể thực hiện ở bất kỳ giai đoạn nào Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra. Thông thờng các lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào ra mà chỉ thông qua các bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong giai đoạn đầu và cuối do CPU đảm đơng. đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện 41 Hình 5: Vòng quét 3.1.1.2. Phơng pháp lập trình S7-200 là ngôn ngữ lập trình. Thông qua S7-200 mà ngời sử dụng thông tin đợc với bộ diều khiển PLC bên ngoài. S7-200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình. - Cách lập trình cho S7 -200 nói riêng và cho bộ PLC của siemen nói chung dựa trên hai phơng pháp cơ bản . - Phơng pháp hình thang: (lader logic viết tắt là LAD) đây là phơng pháp đồ hoạ thích hợp đối với những ngời quen thiết kế mạch điều khiển logic, những kỹ s ngành điện. - Phơng pháp liệt kê: STL(Statement list) đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thờng của máy tính. Bao gồm các câu lệnh đợc ghép lại theo một thuật toán nhất định để tạo một chơng trình. Phơng pháp này phù hợp với các kỹ s lập trình. Một chơng trình đợc viết theo phơng pháp LAD có thể đợc chuyển sang dạng STL tuy nhiên không phải chơng trình nào viết theo dạng STL cũng có thể đợc chuyển sang dạng LAD. Trong quá trình lập trình điều khiển chúng tôi viết theo phơng pháp LAD do vậy khi chuyển sang STL thì bộ lệnh của STL có chức năng tơng ứng nh các tiếp điểm, các cuộn dây và các hộp dây dùng trong LAD. 2. Thực hiện chơng trình 1. Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào bộ đệm ảo 3. Truyền thông và tự kiểm tra lỗi 4. Truyền dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện 42 Để làm quen và hiểu biết các thành phần cơ bản trong LAD và STL ta cần nắm vững các định nghĩa cơ bản sau. - Định nghĩa về LAD: LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ. Những thành phần dùng trong LAD tơng ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơle. Trong chơng trình LAD các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic sau. +Tiếp điểm: là biểu tợng (symbol) mô tả các tiếp điểm của rơle. Các tiếp điểm đó có thể là thờng mở hoặc thờng đóng. +Cuộn dây (Coil): Là biểu tợng mô tả rơle đợc mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơle. +Hộp(Box): Là biểu tợng mô tả các hàm khác nhau nó làm việc khi có dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thờng biểu diễn bằng hộp là các bộ thời gian (Timer), bộ đếm (Counter) và các hàm toán học.Cuộn dây và các hộp phải mắc theo đúng chiều dòng điện. Chiều dòng điện trong mạng LAD đi từ đờng nguồn bên trái sang đờng nguồn bên phải. Đờng nguồn bên trái là đay nóng đờng nguồn bên phải là đây trung hoà hay là đờng trở về của nguồn cung cấp (Khi sử dụng chơng trình tiện dùng Step 7 Micro / Dos hoặc Step 7 Micro / Win thì đờng nguồn bên phải không đợc thực hiện ). Dòng điện chạy từ trái qua các tiếp điểm đóng đến các cuộn dây hoặc các hộp trở về nguồn bên phải. - Định nghĩa về STL: Phơng háp liệt kê lệnh là phơng pháp thể hiện chơng trình dới dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chơng trình kể cả các lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC . Để tạo ra chơng trình STL, ngời lập trình cần phải hiểu rõ phơng thức sử dụng 9 bit ngăn xếp logic của S7-200. Ngăn xếp logic là một khối gồm 9 bit chồng lên nhau. Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều làm việc với bit đầu tiên hoặc với bit đầu và bit thứ hai của ngăn xếp. Giá trị logic mới đều có thể đợc gửi ( hoặc đợc nối thêm) vào ngăn xếp. Khi phối đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện 43 hợp hai bit đầu tiên của ngăn xếp, thì ngăn xếp sẽ đợc kéo lên một bit. Ngăn xếp và từng bit của ngăn xếp đợc biểu diễn nh sau: S0 Stack 0 - bit đầu tiên của ngăn xếp (bit trên cùng) S1 Stack 1- bit thứ hai của ngăn xếp S2 Stack 2- bit thứ ba của ngăn xếp S3 Stack 3- bit thứ t của ngăn xếp S4 Stack 4- bit thứ năm của ngăn xếp S5 Stack 5- bit thứ sáu của ngăn xếp S6 Stack 6- bit thứ bảy của ngăn xếp S7 Stack 7- bit thứ tám của ngăn xếp S8 Stack 8- bit thứ chín của ngăn xếp 3.1.1.3. Soạn thảo chơng trình lập trình trên phần mềm S7 200 Phần mềm Step 7 - Micro/Win 32, ngời dùng tạo ra các chơng trình và cấu hình dới dạng mà họ thích: biểu đồ thang (Ladder diagram), danh sách lệnh (Statement list), biểu đồ các khối chức năng (Function block diagram). Một hoặc hai dự án có thể soạn thảo song song cùng một lúc. Việc lập trình đợc đơn giản hoá một cách đáng kể nhờ chức năng kéo và thả (drag and drop), cắt, dán nhờ sử dụng bàn phím hoặc con chuột. Một số chức năng mới cho phép việc tìm và thay thế tự động, xem trớc bản in (print preview), bảng thông tin về các biểu tợng có các địa chỉ, biểu tợng cũng nh các địa chỉ đợc hiển thị cho mỗi phần tử trong quá trình làm việc và giám sát tình trạng làm việc. 1. Định cấu hình lập trình Đây là bớc quan trọng đầu tiên cần thực hiện gồm có các bớc sau: - Lựa chọn trên thanh thực đơn Tools Options nh trên hình ? đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện 44 H ình 6: Lựa chọn cấu hình lập trình - Hộp thoại Options xuất hiện cho phép ta lựa chọn phơng thức lập trình thích hợp nh: Lựa chọn cửa sổ soạn thảo chơng trình, ngôn ngữ viết chơng trình - Để kết thúc ta nhấn nút ENTER hoặc kích vào nút OK để xác nhận những sự lựa chọn đó. 2. Tạo và lu trữ một Project - Các thành phần của một Project Một Project bao gồm những thành phần sau: + Progam Block : Bao gồm các mã hóa có thể thực hiện đợc và các lời chú thích. Mã hóa có thể thực hiện đợc bao gồm chơng trình chính hay các ngắt và chơng trình con. Mã hóa đợc tải đến PLC còn các chú thích chơng trình thì không. + Data Block: Khối dữ liệu bao gồm các dữ liệu ( những giá trị bộ nhớ đồ án tốt nghiệp sv. Lơng văn kiên Trờng dhnni hà nội điện 45a khoa cơ điện 45 ban đầu, những hằng số ) và các lời chú thích. Dữ liệu đợc tải đến PLC , các lời chú thích thì không. + Symtem Block: Symtem Block chứa các thông tin về cấu hình nh là các thông số truyền thông, các dải dữ liệu lu giữ, các bộ lọc đầu vào số và tơng tự và thông tin mật khẩu. Các thông tin này đợc tải đến PLC. + Symbol Table: Symbol Table cho phép chơng trình sử dụng những địa chỉ tợng trng. Những địa chỉ này đôi khi tiện ích hơn cho ngời lập trình và làm cho chơng trình dễ theo dõi hơn . Chơng trình biên dịch tải tới PLC sẽ chuyển các địa chỉ tợng trng thành địa chỉ thực. Thông tin trong Symbol Table sẽ không đợc tải tới PLC. + Status Chart : Status Chart cho phép theo dõi cách thức xử lý dữ liệu ảnh hởng tới việc thực hiện chơng trình . Status Chart không đợc tải đến PLC ,chúng đơn giản là cách thức quản lý hoạt động của PLC. + Cross Reference: Cửa sổ Cross Reference cho phép kiểm tra những bảng chứa xác toán hạng sử dụng trong chơng trình và cũng là vùng nhớ đã đợc gán (Bit Usage và Bye Usage) . Trong khi chơng trình soạn thảo ở chế độ RUN, ta có thể kiểm tra những số (EU, ED) đang đợc sử dụng trong chơng trình. Thông tin trong Cross Reference và Usage không đợc tải đến PLC. - Cách tạo ra một Project Để tạo một Project mới ta chỉ cần kích hoạt vào biểu tợng Step7 - Micro/ Win32 thì một Project mới sẽ đợc tạo ra. Ta có thể tạo một Project mới sử dụng thanh thực đơn bằng cách lựa chọn File New hoặc ấn tổ hợp phím Ctr+N. Để mở một Project có sẵn bằng cách lựa chọn File Open hoặc ấn tổ hợp phím Ctr+O và lựa chọn tên Project muốn mở. - L u 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. . mã hóa có thể thực hiện đợc và các lời chú thích. Mã hóa có thể thực hiện đợc bao gồm chơng trình chính hay các ngắt và chơng trình con. Mã hóa đợc tải đến PLC còn các chú thích chơng trình. các lệnh thoả mãn trong chơng trình. Trong thời gian thực hiện vòng quét nếu có tín hiệu báo ngắt chơng trình sẽ dừng lại để thực hiện xử lý ngắt, tín hiệu báo ngắt có thể thực hiện ở bất kỳ. hạng sử dụng trong chơng trình và cũng là vùng nhớ đã đợc gán (Bit Usage và Bye Usage) . Trong khi chơng trình soạn thảo ở chế độ RUN, ta có thể kiểm tra những số (EU, ED) đang đợc sử dụng trong