Giới thiệu PLC S7-300, sử dụng cho các ứng dụng vừa và lớn...

- PLC S7-300 là thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình.

- Thiết kế dựa trên tính chất của PLC S7-200 và bổ sung các tính năng mới

- Kết cấu theo kiểu các module sắp xếp trên các thanh rack.

Ứng dụng:

Ứng dụng trong sản xuất và dân dụng như:

- Điều khiển robot công nghiệp

- Hệ thống xử lý nước sạch

- Điều khiển trong các cẩu trục

- Điều khiển dây chuyền băng tải.

- Máy chế tạo công cụ

- Máy dệt may v.v...

CPU S7-300

- Chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485)… và có thể có vài cổng vào/ra số onboard.

- PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau, được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong CPU như CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318…

- Với các CPU có hai cổng truyền thông, cổng thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán có kèm theo những phần mềm tiện dụng được cài đặt sẵn trong hệ điều hành. Các loại CPU này được phân biệt với các CPU khác bằng tên gọi thêm cụm từ DP. Ví dụ Module CPU 314C-2DP… 

Các khối chức năng bên ngoài CPU S7-300

Các CPU khác nhau thì các thành phần trên không giống nhau, cụ thể các thành phần trong từng module như hình dưới: 

Sự khác nhau các khối bề ngoài của CPU S7-300

Một số đặc tính kỹ thuật của một số CPU S7-300

Các module mở rộng

Các module mở rộng của PLC S7-300 chia làm 5 loại:

- Power Supply (PS): module nguồn nuôi, có 3 loại là 2A, 5A và 10A.

- Signal Module (SM): module tín hiệu vào ra số, tương tự.

- Interface Module (IM): module ghép nối, ghép nối các thành phần mở rộng lại với nhau. Một CPU có thể làm việc trực tiếp nhiều nhất 4 rack, mỗi rack tối đa 8 Module mở rộng và các rack được nối với nhau bằng Module IM.

- Function Module (FM): module chức năng điều khiển riêng. Ví dụ module điều khiển động cơ bước, module điều khiển PID

- Communication Processor (CP): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các bộ PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính.

 Hình ảnh các module mở rộng thực tế

Ghép nối các module mở rộng của PLC S7-300

Kết nối

PlC S7-300 có thể kết nối với nhiều chuẩn mạng khác nhau như PROFIBUS, CAN, DeviceNet,  ASi.

Profibus là một tiêu chuẩn mạng trường mở, quốc tế theo chuẩn mạng trường châu Âu EN 50170 và EN 50254. Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa quá trình công nghiệp và tự động hóa tòa nhà, các mạng trường nối tiếp (serial fieldbus) có thể hoạt động như hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin giữa các hệ thống tự động hóa và các thiết bị hiện trường phân tán. Chuẩn này cũng cho phép các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau giao tiếp với nhau mà không cần điều chỉnh giao diện đặc biệt. PROFIBUS sử dụng phương tiện truyền tin xoắn đôi và RS485 chuẩn công nghiệp trong các ứng dụng sản xuất hoặc IEC 1158-2 trong điều khiển quá trình. Profibus cũng có thể sử dụng Ethernet/TCP-IP.

 Ví dụ kết nối Profibus S7-300

CAN viết tắt của Controller Area Network và được tạm dịch là Mạng Điều Khiển Vùng. Mạng CAN ra đời gần như đáp ứng nhiều vấn đề cho các hệ thống điện trong xe, với truyền tải dữ kiện trên 2 dây dẫn, tốc độ truyền tải cao, độ sai số rất thấp, độ tin cậy cao. Các hệ thống điện đã được nối với nhau bởi mạng CAN 2 dây này.

DeviceNet là một hệ thống bus được hãng Allen-Bradley phát triển dựa trên cơ sở của CAN, dùng để nối mạng cho các thiết bị đơn giản ở cấp chấp hành. Sau này, chuẩn DeviceNet được chuyển sang dạng mở dưới sự quản lý của hiệp hội ODVA (Open DeviceNet Vendor Asscociation) và được dữ thảo chuẩn hóa IEC 62026-3.

Hệ thống AS-I (Actuator Sensor Interface) là hệ thống kết nối cho cấp thấp nhất trong hệ thống tự động hóa. Các cơ cấu chấp hành và cảm biến được nối với trạm hệ thống tự động qua bus giao tiếp AS (AS-I bus). AS-I là kết quả phát triển hợp tác của 11 hãng sản xuất thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành có tên tuổi trong công nghiệp, trong đó có SIEMENS AG, Festo KG, Peppert & Fuchs GmbH.

Ngôn ngữ lập trình

PLC S7-300 được lập trình qua các ngôn ngữ như: Step 7 (LAD/FBD/STL), SCL, GRAPH, HiGrap

Dạng LAD: Phương pháp hình thang, thích hợp với những người quen thiết kế mạch điện tử logic.

Dạng STL: Phương pháp liệt kê. Là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính. Mỗi một chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh, mỗi câu lệnh có cấu trúc chung gồm “tên lệnh + toán hạng”.

Dạng FBD: Phương pháp hình khối. Là kiểu ngôn ngữ đồ họa dành cho người có thói quen thiết kế mạch điều khiển số.

Dạng SCL: Có cấu trúc gần giống với ngôn ngữ dạng STL nhưng được phát triển nhiều hơn. Nó gần giống với các ngôn ngữ bậc cao như Pascal để người lập trình dễ thao tác.

Một ví dụ về ngôn ngữ LAD

Test