Sổ tay PLC S7-1200

0/7 tập · 0/21 câu đúng

Khóa Tự học PLC · Thầy Thịnh Dạy Điện · 7 tập đầu, 53 phút

Sổ tay PLC S7-1200

Mỗi tập nằm trong một tab riêng, có video, ghi chú phân tích, hình bảng của thầy và mô phỏng bấm được. Cả khóa gói gọn trong một mạch dưới đây. Bấm vào từng khối để tới đúng bài.

Bắt đầu từ Tập 1

Các tập

Ghi chú
Nội dung thầy giảng, kèm mốc thời gian
Cần hiểu đúng
Chỗ thầy nói đơn giản hóa, tôi đối chiếu lại với datasheet Siemens hoặc kiến thức khí cụ điện
Tại HASmart
Ví dụ học tập cho nhà máy TKT. Chưa xác nhận TKT dùng PLC nào

Tập 1 · 07:07

PLC là bộ não của hệ thống tự động

PLC đọc tín hiệu ngõ vào, chạy chương trình đã nạp, rồi điều khiển ngõ ra. Đổi được chương trình thì đổi được cách máy chạy.

  1. Tự động hóa quanh ta: thang máy, dây chuyền chiết rót, nhà máy Vinamilk
  2. Cần một bộ não: PLC
  3. Ngõ vào: nút nhấn, cảm biến
  4. Ngõ ra: đèn, động cơ, van
  5. Máy tính: lập trình và SCADA
  6. Vì sao học trên PLC Siemens
  7. PLC là viết tắt của cụm từ gì

Ghi chú

PLC là viết tắt của Programmable Logic Controller, bộ điều khiển logic lập trình được. Thầy đi từ ví dụ thang máy: bấm chọn tầng, thang tự chạy đến đúng vị trí. Dây chuyền chiết rót cũng vậy: tự chiết, đóng nắp, dán nhãn, đếm chai rồi robot gắp lên xe.

KhốiThiết bịVai trò
Ngõ vào
Input
Nút nhấn. Cảm biến loại tiếp điểm (phát hiện vật, giới hạn hành trình). Cảm biến đo (áp suất, nhiệt độ, mực nước, khoảng cách)Báo cho PLC biết chuyện gì đang xảy ra
Ngõ ra
Output
Bóng đèn, động cơ điện, van và các cơ cấu chấp hành khácLàm theo lệnh của chương trình
Máy tính
PC
Phần mềm lập trình PLC, giao diện SCADAViết và nạp chương trình. Ra lệnh và giám sát, ví dụ đã xử lý bao nhiêu chai, bao nhiêu thùng

Vì sao chọn Siemens? Theo thầy đây là hãng rất phổ biến. Nắm được cấu trúc lập trình chung trên Siemens thì tiếp cận các hãng khác dễ hơn.

Bảng của thầy: PLC ở giữa, phía trên là nút nhấn và cảm biến, phía dưới là đèn, động cơ, van, bên trái là máy tính chạy SCADA
Sơ đồ tổng thể trên bảng

Mô phỏng: thang máy 3 tầng

Bấm nút gọi tầng rồi nhìn đèn. Ngõ vào sáng trước, chương trình quyết định, ngõ ra sáng sau. Địa chỉ trong mô phỏng do tôi đặt để minh họa.

Tập 2 · 06:06

Đọc nhãn DC/DC/DC để cấp đúng 3 nguồn

Cầm PLC lên, việc đầu tiên là đọc nhãn. Ba phần của nhãn lần lượt cho biết nguồn cấp CPU, nguồn ngõ vào và điện áp ngõ ra. Cấp sai là cháy máy.

  1. Khóa học dùng TIA Portal và S7-1200
  2. Ba thứ cần chú ý: nguồn, ngõ vào, ngõ ra
  3. Mỗi dòng PLC có phần mềm, cú pháp riêng
  4. Cấu trúc nhãn DC/DC/DC
  5. Phần 1: nguồn cho CPU
  6. Phần 2: nguồn cho ngõ vào
  7. Phần 3: điện áp ngõ ra
  8. Ngõ ra relay (RLY)
  9. Hậu quả khi cấp sai

Ghi chú

DC① Nguồn cho CPUDC là 24 VDC, AC là 220 VAC
/
DC② Nguồn ngõ vàoHầu như luôn là 24 VDC
/
DC③ Điện áp ngõ raDC xuất +24 V. RLY là tiếp điểm
  • Ngõ ra DC: khi mức 1, chân ngõ ra xuất +24 V. Chỉ điều khiển được tải 24 V.
  • Ngõ ra RLY: là một tiếp điểm. Cấp nguồn gì vào tiếp điểm thì ra nguồn đó.
  • Cấu trúc nhãn này dùng chung cho các dòng PLC Siemens. Nhưng phần mềm thì khác dòng: S7-200 dùng phần mềm khác, S7-1200 học trên TIA Portal.

Video này chỉ có phụ đề tiếng Anh dịch tự động, nên tôi đối chiếu thêm với chữ thầy viết trên bảng.

Bảng của thầy: S7-1200 DC/DC/DC đánh số 1, 2, 3, kèm giải thích nguồn cho CPU, nguồn cho ngõ vào PLC, điện áp ngõ ra PLC, và nhánh RLY
Ý nghĩa 3 phần của nhãn

Mô phỏng: cấp nguồn thử, cháy không tốn tiền

Chọn loại PLC, rồi đổi từng nguồn. Thử cố tình cấp sai để xem chuyện gì xảy ra.

Tập 3 · 04:55

Địa chỉ ngõ vào, ngõ ra tính theo byte và bit

Mỗi chân có một địa chỉ dạng byte.bit. Mỗi byte có 8 bit, đánh số 0 đến 7, nên sau I0.7 là I1.0 chứ không có I0.8.

  1. Dùng S7-1200 DC/DC/DC cho cả khóa
  2. Chân nguồn L, N và chân chung M
  3. Dòng này có 14 ngõ vào
  4. Byte, bit, luôn bắt đầu từ byte 0
  5. I0.0–I0.7, rồi I1.0–I1.5
  6. Ngõ ra: chân 3L, 3M
  7. 10 ngõ ra: Q0.0–Q0.7, Q1.0–Q1.1
  8. Cấp ±24 VDC cho nguồn và ngõ ra

Ghi chú

I1.2 Vùng I: ngõ vào
Q: ngõ ra
Byte thứ 1Bit thứ 2 trong byte
Số lượngByte 0Byte 1
Ngõ vào14I0.0 – I0.7I1.0 – I1.5
Ngõ ra10Q0.0 – Q0.7Q1.0 – Q1.1
  • Hàng trên của CPU có chân nguồn và chân chung M của ngõ vào. Hàng dưới có 3L, 3M cấp nguồn cho ngõ ra.
  • Cả nguồn CPU và nguồn ngõ ra đều là ±24 VDC với dòng DC/DC/DC.
Bảng của thầy: khối PLC với các chân L, N, M, 0.0, 0.1, 0.2 và 3L, 3M, 0.0, 0.1, 0.2, bên phải ghi 14 Input và 10 Output cùng dải địa chỉ
Dải địa chỉ 14 vào, 10 ra

Mô phỏng: bấm vào chân để biết địa chỉ

Bấm chân nào, bit đó đổi 0 và 1. Nhìn giá trị byte thay đổi theo, và địa chỉ tương ứng bên Mitsubishi FX.

Tập 4 · 07:11

Đấu ngõ vào: chân chung M luôn ngược cực với tín hiệu

Nút đưa +24 V vào thì M về 0 V. Nút đưa 0 V vào thì M về +24 V. Ngõ ra DC xuất +24 V để đóng relay trung gian, relay mới đi điều khiển tải lớn.

  1. Đấu nút nhấn làm ngõ vào
  2. Cấp 24 VDC. Hai kiểu đấu: sinking, sourcing
  3. Đọc mức cao: nút +24 V, M về âm
  4. Đọc mức thấp: nút 0 V, M về dương
  5. Đấu ngõ ra: 3L, 3M
  6. Có lệnh thì ngõ ra xuất +24 V
  7. Dùng relay trung gian 24 V
  8. Dùng tiếp điểm thường mở, thường đóng cho tải lớn

Ghi chú

Kiểu đấuĐầu nút nối vàoChân M nối vàoKhi nhấn
Đọc mức cao+24 V0 VĐưa +24 V vào chân I
Đọc mức thấp0 V+24 VĐưa 0 V vào chân I

Vì sao phải ngược cực? Mạch ngõ vào nằm giữa chân I và chân M. Muốn có dòng chạy qua thì hai đầu phải chênh nhau 24 V. Nối cùng cực thì nhấn nút cũng không có gì xảy ra.

Ngõ ra: cấp ±24 VDC vào 3L và 3M. Khi bit ngõ ra bằng 1, chân ngõ ra xuất +24 V. Nối chân đó vào một đầu cuộn relay trung gian, đầu còn lại về âm nguồn. Relay có điện thì tiếp điểm chuyển trạng thái, và tiếp điểm này mới đóng tải lớn.

Bảng của thầy: đấu 2 nút nhấn từ +24V vào chân 0.0 và 0.1, chân M nối về âm nguồn
Đấu nút đọc mức cao
Bảng của thầy: nút nhấn nối GND để đọc mức thấp, ngõ ra Q0.0 nối cuộn relay R về âm nguồn
Đổi sang GND, thêm relay ở ngõ ra

Mô phỏng ngõ vào: thử cả 4 cách nối

Chọn cực cho đầu nút và chân M, rồi nhấn giữ nút. Chỉ 2 trong 4 cách có dòng chạy.

Mô phỏng ngõ ra: từ bit Q0.0 đến tải 220 VAC

Bật bit Q0.0. Mạch 24 V bên trái và mạch 220 VAC bên phải không nối điện với nhau, chúng liên hệ qua relay.

Tập 5 · 12:32

Bài tập: 2 nút nhấn điều khiển động cơ 3 pha

Chân PLC chỉ xuất 24 V dòng nhỏ, không thể đóng thẳng động cơ. Phải đi qua hai tầng: relay trung gian rồi contactor. Mạch động lực có thêm cầu chì, CB và relay nhiệt để bảo vệ.

  1. Đề bài
  2. Bài cơ bản nhưng rất quan trọng
  3. Đấu 2 nút đọc mức cao
  4. Không điều khiển thẳng động cơ được
  5. Relay trung gian
  6. Tiếp điểm NO đóng contactor 220 VAC
  7. Mạch động lực: L1, L2, L3
  8. Cầu chì F và CB 3 pha
  9. Ba tiếp điểm chính của K
  10. Relay nhiệt OLR
  11. Động cơ 3 hoặc 6 đầu dây
  12. Nên học trước môn khí cụ điện

Ghi chú

Ký hiệuThiết bịTheo bài giảng
RRelay trung gianCuộn 24 V nhận lệnh từ Q0.0. Tiếp điểm NO đóng mạch 220 VAC
NONormally OpenTiếp điểm thường mở, có điện thì đóng
KContactorCuộn 220 VAC. Có điện thì đóng 3 tiếp điểm chính cấp cho động cơ
FCầu chì (fuse)Mỗi pha một cái, ngắt khi quá dòng
CBCircuit BreakerBa cực liên động cơ khí nhưng cách điện với nhau, chống ngắn mạch
OLROverload RelayRelay nhiệt, chống quá tải cho động cơ

Động cơ có thể đưa ra 3 đầu dây (đã đấu sẵn bên trong, chỉ việc nối) hoặc 6 đầu dây (phải tự chọn đấu sao hay tam giác theo điều kiện thực tế).

Thầy nhấn mạnh: đấu ngõ vào là bài cơ bản nhất nhưng rất quan trọng. Không hiểu tín hiệu vào mà đấu ngược thì chương trình chạy sai hết.

Bảng của thầy: toàn bộ mạch gồm PLC, relay R, tiếp điểm NO, contactor K, và mạch động lực L1 L2 L3 qua cầu chì F, CB, K, OLR đến động cơ M
Toàn mạch trên bảng

Mô phỏng: toàn mạch từ nút nhấn đến động cơ

Nhấn Start, xem lệnh chạy qua từng tầng. Rồi thử gây quá tải và ngắn mạch. Thầy chưa dạy chương trình ở tập này, nên tôi tạm gán I0.0 là Start, I0.1 là Stop, và vẽ thêm nhánh OLR 95-96 mà bảng chưa có.

Mô phỏng: động cơ 6 đầu dây, đấu sao hay tam giác

Phần này tôi bổ sung, vì thầy chỉ nêu tên. Giả sử lưới 380 V: đọc nhãn động cơ rồi chọn cách đấu.

Tập 6 · 08:33

Cảm biến digital: PNP xuất +24 V, NPN xuất 0 V

Cảm biến 3 dây: hai dây nguồn và một dây tín hiệu. Khi phát hiện vật, PNP đưa +24 V ra, NPN đưa 0 V ra. Chọn loại nào thì đấu chân M theo loại đó.

  1. Cảm biến digital chỉ trả về 0 và 1
  2. Hai loại: NPN và PNP
  3. Cảm biến có 3 chân, nguồn 24 VDC
  4. PNP phát hiện vật thì xuất +24 V
  5. NPN phát hiện vật thì xuất 0 V
  6. Ứng dụng: nắp chai, đếm băng tải, thang máy
  7. Bài tập: 1 cảm biến PNP và 1 nút nhấn
  8. Mua cảm biến phải hỏi rõ loại
  9. Chân M về âm, nút lấy từ +24 V
  10. Bài về nhà và hẹn tập sau

Ghi chú

Khi phát hiện vậtChân M của PLC nối
PNPDây tín hiệu ra +24 V0 V
NPNDây tín hiệu ra 0 V+24 V

Dùng ở đâu: phát hiện nắp chai, cảm biến hồng ngoại đếm sản phẩm trên băng tải, cảm biến tiệm cận báo thang máy đến tầng.

Khi mua: hỏi rõ người bán đúng loại. Hệ thống đang đấu nút đọc mức cao mà mua cảm biến NPN thì phải đảo tín hiệu hoặc đấu thêm mạch. Vẫn làm được nhưng mất công, và mạch thêm vào làm hệ thống kém ổn định.

Bài về nhà của thầy: đổi sang cảm biến NPN. Thử tự đấu, rồi bấm để xem đáp án
  1. Cảm biến vẫn cấp ±24 V như cũ, dây tín hiệu nối vào I0.0.
  2. Chân M chuyển sang +24 V.
  3. Nút nhấn ở I0.1 cũng phải đổi: đầu nút lấy từ 0 V, vì nút và cảm biến dùng chung chân M.
Bảng của thầy: sơ đồ bên trong cảm biến PNP xuất +24V và cảm biến NPN xuất 0V
Bên trong PNP và NPN
Bảng của thầy: bài tập đấu 1 cảm biến PNP vào chân 0.0 và 1 nút nhấn vào chân 0.1, chân M nối âm nguồn
Bài tập đấu dây

Mô phỏng: đếm bao trên băng tải

Bao đi qua cảm biến. Đổi loại cảm biến và chân M để xem khi nào PLC đếm được. Đèn và số đếm chỉ chạy khi đấu đúng cặp.

Tập 7 · 06:27

Vùng nhớ cơ bản: I, Q, M và lỗi trùng vùng nhớ

I là ngõ vào, Q là ngõ ra, M là nhớ nội bên trong PLC. Mỗi tín hiệu chiếm một ô riêng, gọi theo vùng nhớ, byte và bit. Dùng trùng ô là chương trình chạy sai.

  1. Vì sao phải hiểu vùng nhớ
  2. Vùng I cho ngõ vào, vùng Q cho ngõ ra
  3. Vùng M: nhớ nội (memory)
  4. Vùng V, AIW, AQW
  5. Tập lệnh cơ bản chủ yếu dùng I, Q, M
  6. Cấu trúc địa chỉ: vùng, byte, bit
  7. Lỗi trùng vùng nhớ, ví dụ dầu lẫn nước
  8. 1 byte có 8 bit, đánh số 0 đến 7
  9. 14 ngõ vào cần ít nhất 2 byte
  10. Vùng I, Q tổ chức giống nhau
  11. Vùng M dùng rất nhiều, dễ trùng

Ghi chú

Vì sao quan trọng? Dùng sai vùng nhớ thì không đọc được ngõ vào, không điều khiển được ngõ ra. Dữ liệu cảm biến, hàm tính toán, giá trị timer và counter cũng đều nằm trong vùng nhớ.

VùngDùng choVí dụ
INgõ vào của PLCI0.0
QNgõ ra của PLCQ0.0
MNhớ nội bên trong PLC, dùng rất nhiều khi lập trìnhM0.0
V, AIW, AQWThầy nêu tên: vùng V, vùng đọc ngõ vào analog, vùng ngõ ra analogXem khung bên dưới

Cách viết địa chỉ: vùng nhớ, địa chỉ byte, dấu chấm, địa chỉ bit. Mỗi ngõ vào chiếm 1 bit. Một byte dùng hết bit 7 thì nhảy sang byte khác, nên 14 ngõ vào chiếm ít nhất 2 byte.

Lỗi trùng vùng nhớ: thầy ví như một bồn chứa chia ngăn. Đổ dầu và nước lẫn vào một ngăn thì hỏng cả hai. Hai tín hiệu dùng chung một ô nhớ cũng vậy.

Bảng của thầy: khối PLC với vùng I ở trên, M ở giữa, Q ở dưới, bên cạnh ghi V, AIW, AQW
Kiến trúc vùng nhớ
Bảng của thầy: cấu trúc I địa chỉ byte chấm địa chỉ bit, ví dụ I0.0, Q0.0, và ô byte gồm 8 bit đánh số 0 đến 7
Byte, bit và 14 ngõ vào

Mô phỏng: I, M, Q khác nhau thế nào

Ví dụ chương trình Q0.0 = I0.0 AND M0.0. Nhấn nút làm đổi I. M không có chân nối ra ngoài, nên tôi giả định lệnh đổi M đến từ màn hình SCADA ở Tập 1.

Mô phỏng: lỗi trùng vùng nhớ

Mỗi ô là một bit trong vùng M. Bấm một tình huống, rồi bật tín hiệu hoặc tăng số đếm để xem chúng đè lên nhau. Phần word (MW) là tôi bổ sung trước, vì thầy mới nêu byte và bit.

Mô phỏng: bao nhiêu ngõ vào thì chiếm bao nhiêu byte

Kéo thanh trượt. Mỗi 8 ngõ vào dùng hết một byte.

Sau 7 tập

Bảng tra nhanh

Một trang để nhìn lại khi đứng trước tủ điện hoặc trước khi học tiếp.

Trước khi đấu dây

  1. Đọc nhãn: nguồn CPU / ngõ vào / ngõ ra.
  2. Chọn kiểu ngõ vào, đấu chân M ngược cực tín hiệu.
  3. Lập bảng địa chỉ I, Q cho từng thiết bị.
  4. Tải lớn đi qua relay, rồi contactor.
  5. Mạch động lực đủ bảo vệ, tiếp điểm OLR nối vào mạch cuộn K.

Thông số CPU 1214C

Ngõ vào, ngõ ra14 vào, 10 ra
Nguồn bản DC24 V (20,4–28,8 V)
Mức 1, mức 0≥ 15 V, ≤ 5 V
Ngõ ra DC24 V, 0,5 A mỗi ngõ
Ngõ ra relay5–30 VDC hoặc 5–250 VAC, 2 A
Analog sẵn trên CPU2 vào 0–10 V, 0 ra
Vùng nhớ M8 kB

Ngoài dải điện áp relay, các số trên lấy từ datasheet Siemens của CPU 1214C. Dải điện áp relay tôi đối chiếu qua bản sao tài liệu Siemens trên mạng, nên kiểm lại theo mã máy thật trước khi đấu.

Nhớ theo cặp

Tín hiệuChân M
Nút +24 V, PNP0 V
Nút 0 V, NPN+24 V

Vùng nhớ

INgõ vào. Do chân ngoài quyết định
QNgõ ra. Chương trình ghi, chân xuất theo
MNhớ nội, không có chân ra ngoài
DBKhối dữ liệu. S7-1200 dùng thay vùng V của S7-200

Tập tiếp theo

Tập 7 kết thúc ngay khi thầy bắt đầu vào vùng nhớ M, nên tập sau sẽ đi tiếp phần này. Khi học xong, gửi link cho tôi để bổ sung vào sổ. Mô phỏng Start, Stop ở Tập 5 sẽ thành bài lập trình thật khi thầy dạy tập lệnh.