Hướng dẫn sử dụng đọc analog input và xuất analog output

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ĐỌC ANALOG INPUT VÀ XUẤT ANALOG OUTPUT Trong một quá trình sản xuất có nhiều loại đại lượng vật lý (ví dụ như áp suất,nhiệt độ, vận tốc dài, vận tốc quay, độ pH và độ nhớt). Các sensor đo lường phản ứng theo các thay đổi trong các đại lượng cần đo bằng các cách như giãn nở tuyến tính,biến dạng góc, và sự thay đổi về khả năng dẫn điện. Các bộ chuyển đổi đo lường chuyển các thay đổi đã đề cập ở trên thành các tín hiệu analog tiêu chuẩn, chẳng hạn như: ± 500mV, ± 10V, 0 đến 10V, ± 20mA, 4 đến20mA. Vì vậy các tín hiệu cần phải được truyền liên tục để đảm bảo tín hiệu được chính xác. Để đọc và xuất được các tín hiệu này, trong PLC có các module Analog Input và Output để chuyển đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số hoặc chuyển đổi tín hiệu số thành analog.  Module analog input: Trong s7 1200 các PLC thường có tích hợp sẵn hai kênh analog input. Hoặc ta có thể dùng module gắn trên CPU ( thường gọi là signal boards) hoặc module rời gắn bên hông CPU, để đọc tín hiệu analog. Các module này có thể đọc được tín hiệu dòng từ 4 đến 20mA hoặc tín hiệu áp từ 0 đến 10V, đươc PLC hiểu với giá trị tương ứng từ 0 đến 27846.  Module analog output: Trong s7 1200 để xuất được analog output, ta phải sử dung module analog output. Các module này có thể gắn trên PLC ( gọi là signal boards) hoặc gắn rời bên hông CPU. Giá trị xuất ra module này từ 0 đến 27648 tương ứng với giá trị xuất ra dòng điện 4 đến 20mA hoặc xuất tín hiệu điện áp từ 0 đến 10V. Để cấu hình một card analog input hoặc analog output ta làm như sau: Tạo New project  Add new divice  chọn PLC  Nhấp đúp click vào Device configuration. Chọn Tab Hardware catalog bên phải màn hình. Chọn module tương ứng cần thêm. Add module analog input: Add module analog output: Để xem địa chỉ của ngõ analog input, analog output ta chọn module tương ứng  click chuột phải  Properties  Chọn tab General  Analog input (hoặc analog output). - Channel Address : Địa chỉ ngõ vào hoặc ngõ ra của module analog. Đối với ng vào địa chỉ được quy định là %IW, địa chỉ ngõ ra được quy định là %QW. - Analog type : Chọn ngõ vào, ngõ ra là dòng hay áp. Lưu ý: Đối với Module analog input, output khi đấu nối ngõ vào input phải đấu nối đúng ngõ, không được cấp điện áp cao hơn thang đo quy định nếu không sẽ không đọc được tín hiệu hoăc sẽ làm hư hỏng module. Để đọc và xuất analog trong S7 1200 ta sử dung hàm NORM_X và hàm SCALE_X. - Hàm NORM_X: Bạn có thể sử dụng hàm NORM_X (Normalize) để bình thường các giá trị của biến đầu vào bằng việc ánh xạ nó vào một hàm scale tuyến tính. Bạn có thể sử dụng thông số MIN và MAX để sác định giới hạn của dãy giá trị được quy định trong hàm scale. Kết quả ở đầu ra OUT được tính toán và lưu với dạng số chấm động (floating-point). Hàm NORM_X được làm việc theo biểu thức sau: OUT = (VALUE – MIN) / (MAX – MIN) Thông số của hàm NORM_X: Thông số Ngõ vào/ra Kiểu giữ liệu Vùng nhớ lưu trữ Hướng dẫn EN Input BOOL I, Q, M, D, L Cho phép ngõ vào ENO Output BOOL I, Q, M, D, L Cho phép ngõ ra MIN 1) Input Integers, floating-point numbers I, Q, M, D, L or constant Giới hạn MIN VALUE 1) Input Integers, floating-point numbers I, Q, M, D, L or constant Giá trị đầu vào MAX 1) Input Integers, floating-point numbers I, Q, M, D, L or constant Giới hạn MAX OUT Output Floating-point numbers I, Q, M, D, L Kết quả Hàm SCALE_X: Bạn có thể sử dụng hàm SCALE_X để scale giá trị input bằng việc ánh xạ nó vào một dãi giá trị xác định. Khi hàm SCALE được thực thi, giá trị chấm động ( floating-point) tại đầu vào input được ca lip tới dãi giá trị được định nghĩa bằng thông số MIN va MAX. Kết quả của ca lip là một số thực (integer), được lưu ở ngõ ra OUT. Hàm SCALE_X được làm việc theo biểu thức sau: OUT = [VALUE ∗ (MAX – MIN)] + MIN Thông số của hàm SCALE_X: Thông số Ngõ vào/ra Kiểu giữ liệu Vùng nhớ lưu trữ Hướng dẫn EN Input BOOL I, Q, M, D, L Cho phép ngõ vào ENO Output BOOL I, Q, M, D, L Cho phép ngõ ra MIN 1) Input Integers, floating-point numbers I, Q, M, D, L or constant Giới hạn MIN VALUE 1) Input Integers, floating-point numbers I, Q, M, D, L or constant Giá trị đầu vào MAX 1) Input Integers, floating-point numbers I, Q, M, D, L or constant Giới hạn MAX OUT Output Floating-point numbers I, Q, M, D, L Kết quả VD: Cảm biến nhiệt độ đo với dãy thang đo từ 0℃ đến 100℃ trả tín hiệu điện áp về từ 0V -10V (hoặc dùng biến trở để chỉnh điện áp). Cảm biến (hoặc biến trở) được kết nối vào kênh AI của PLC 1214C DC/DC/DC. Lưu ý: Khi kết nối vào chân analog phải kết nối đúng nguồn( +) và nguồn (-) nếu không kết nối đúng sẽ không đọc được tín hiệu. Hướng dẫn: Mở chương trình Tia portal lên, tạo một dự án mới như sau. 1: Tạo Project mới. 2: Chọn thiết bị 3: Chọn PLC 4: Nhấn OK. Trong PLC 1214C DC/DC/DC có tích hợp sẵn 2 kênh analog input, để xem địa chỉ vùng nhớ của từng kênh analog ta làm như sau: 1: Nhấp đúp click vào Device configuration . 2: Nhấp chuột phải vào PLC. 3: Chon Properties. Sau khi chọn Properties màn hình sẽ hiển thị như hình sau 1: Chọn vào tab General. 2: Chọn vào AI2. 3: Kênh AI0 có địa chỉ là IW 64. 4: Nhấp đúp click vào Main (OB1) để viết chương trinh. Để đọc analog ta sử dụng hàm NORM_X và hàm SCALE_X. Để lấy hàm NORM_X và hàm SCALE_X ta làm như sau: 1: Chọn vào mũi tên Tab Conversion operations. 2: Kéo và thả hàm vào Network. Hàm NORM_X: đọc giá trị analog ngỏ vào kênh AI0 có địa chỉ IW64 được đưa vào ngỏ vào VALUE của Hàm. Cảm biến trả về tín hiệu áp 0V(MIN)  10V(MAX) thì PLC sẽ hiểu giá trị điện đọc được từ 0 27648. Và được lưu vào vủng nhớ của ngõ ra OUT (%MD10). Để hiển thị giá trị nhiệt độ của cảm biến đọc về từ 0  100℃ ta dung hàm SCALE_X để scale giá trị điện đọc được từ vùng nhớ OUT (%MD10) thành giá trị nhiệt độ ,và được lưu ở ngõ ra OUT ( %MD14) Sau khi download chương trình và chỉnh biến trở ta nhận được giá trị đọc như sau: VD: Hướng dẫn suất tín hiệu analog ra điều khiển biến tần chạy với tần số thay đổi từ 0 50Hz. Để thay đổi tốc độ động cơ. Trong PLC 1214C DC/DC/DC chỉ có 2 kênh analog IN để xuất được analog out ta phải có card mở rộng gắn thêm vào PLC. Để cấu hình thêm một card ta làm như sau: 1: Nhấp đúp click chọn Device configuration. 2: Click vào Signal board. 3: Click AQ ( Analog output). 4: Kéo và thả Card vào PLC. Để xem địa chỉ vùng nhớ ngõ ra của kênh Analog ta làm như sau: 1: Click chuột phải vào card nằm trên PLC. 2: Chọn vào Tab General. 3: Địa chỉ vùng nhớ ngõ ra analog là QW80. Trog phần Analog output type mặc định là xuất áp. Nếu thiết bị nhận analog chuẩn là dòng điện thì ta đổi thành dòng. Sau khi cấu hình song phần Hardware , click vào Main(OB1) viết chương trình. Hàm NORM_X: Tính toán giá tần số cài đặt từ 050 Hz ở ngõ vào VALVE (%MD14), và lưu gía trị vào ngõ ra OUT (%MD10). Hàm SCALE_X: Lấy giá trị tính toán của vùng nhớ %MD10 để xuất ra giá trị điện 010V. Download chương trình và nhấn start ta được kết quả như sau: Để thay đổi giá trị tần số ta làm như sau: Click chuột phải vào %MD14 chọn Modify  Modify operation thay đổi giá trị từ 0 50Hz Kiểm tra ngõ ra analog out bằng đồng hồ VOM thấy giá trị điện áp thay đổi từ 010 VDC.