Học liệu

BỘ ĐẾM XUNG TỐC ĐỘ CAO HSC CỦA S7-1200

  • 07/01/2018
  • Học liệu

BỘ ĐẾM XUNG TỐC ĐỘ CAO HSC CỦA S7-1200

1.                 Hoạt Động Của Bộ Đếm Tốc Độ Cao

Nếu những sự kiện ( tín hiệu xung) xảy ra có thời gian thực thi chậm hơn so với các khối OB thì người dùng có thể sử dụng các bộ CTU, CTD, CTUD để đếm những sự kiện này. Tuy nhiên, những sự kiện xảy ra có thời gian thực thi nhanh hơn các khối OB thì người dùng cần phải sử dụng các bộ đếm tốc độ cao HSC của thiết bị. Ví dụ: người dùng có thể sử dụng bộ đếm HSC để nhận tín hiệu trả về từ một encoder.

 Lệnh CTRL_HSC cho phép người dùng có thể lập trình và thay đổi những thông số của bộ HSC.

 Bộ đếm HSC được thiết lập một giá trị cài đặt trước, và ngõ ra sẽ được kích hoạt trong khoảng thời gian khi CV < PV. Bộ HSC cho phép thực hiện ngắt khi giá trị CV = PV.

Lựa chọn kênh đếm tốc độ cao HSC

 Những thông tin ở bảng sau sẽ giúp cho người dùng có thể kết nối và sử dụng được tần số xung tối đa từ tín hiệu trả về CPU và Signal board.

CPU

Địa chỉ Input

Chế độ 1 hay 2 phase

Chế độ Phase A/B Quadrature

1211C

I0.0 ÷ I0.5

100 Khz

80 Khz

1212C

I0.0 ÷ I0.5

100 Khz

80 Khz

I0.6 ÷ I0.7

30 Khz

20 Khz

1214C và 1215C

I0.0 ÷ I0.5

100 Khz

80 Khz

I0.6 ÷ I1.5

30 Khz

20 Khz

1217C

I0.0 ÷ I0.5

100 Khz

80 Khz

I0.6 ÷ I1.1

30 Khz

20 Khz

 

1 Mhz

1 Mhz

 

 

2.                 Lựa Chọn Chức Năng Đếm Cho bộ HSC

 Tất cả các bộ HSC đều được cấu hình giống nhau để có thể làm chức năng giống nhau. Các chế độ đếm, điều hướng, và giá trị khởi đầu đều được cấu hình trong Configuration Device của CPU cho HSC hoạt động.

Có 4 chức năng cơ bản của HSC là:

Đếm Single-phase với điều hướng internal.

Đếm Single-phase với điều hướng external.

Đếm 2 phase với 2 ngõ vào xung.

Đếm phase A/B lệch nhau 900 (A/B phase quadrature)

Một số chức năng khác của bộ HSC:

Chức năng đo tần số: một vài chế độ HSC cho phép cấu hình bộ HSC thực hiện đo tần số thay vì chỉ đọc tín hiệu xung. Có 3 khoảng đo lường tần số cho phép thực hiện trong PLC S7-1200 là: 0.01, 0.1, 1.0 giây.

Những chế độ đếm và các tín hiệu ngõ vào: Các tín hiệu ngõ vào được sử dụng như xung clock, điều hướng, chức năng reset hỗ trợ cho bộ HSC. Cùng một số tín hiệu ngõ vào không thể sử dụng với hai chức năng khác nhau, nhưng những ngõ vào không sử dụng trong chế độ HSC hiện tại của nó thì có thể sử dụng với một mục đích khác. Ví dụ: Nếu HSC1 chỉ sử dụng hai ngõ vào nhưng không sử dụng ngõ vào thứ ba với chế độ External reset (mặc định I0.3) thì I0.3 có thể sử dụng làm tín hiệu ngắt hoặc HSC2.

3.                 Địa Chỉ Vào Cho Bộ Đếm Tốc Độ Cao HSC

 Tín hiệu đầu vào cho tất cả các bộ HSC cần phải được kết nối với CPU, hay signal board để kết nối với CPU. Đồng thời, người dùng cần phải cấu hình và bật cho các bộ HSC hoạt động trong Device configuration.

Chú ý: cần phải chú ý không cấu hình cũng một ngõ vào nhưng được dùng bởi hai bộ HSC.

 

4.                 Tập lệnh xử lý xung tốc độ cao CTRL_HSC

Tham số vào kiểu dữ liệu của tập lệnh CTRL_HSC

Tham số

Khai báo

Kiểu dữ liệu

Miêu tả

HSC

IN

HW_HSC

HSC identifier

DIR

IN

BOOL

1=Cho phép điều hướng mới

CV

IN

BOOL

1=Cho phép cài đặt giá trị mới

RV

IN

BOOL

1=Cho phép cài đặt giá trị tham chiếu mới

PERIOD

IN

BOOL

1=Cho phép cài đặt khoảng thời gian đếm mới(chỉ áp dụng cho chế độ đo tần số)

NEW_DIR

IN

INT

Hướng đếm mới:1= forward,-1= backward

NEW_CV

IN

DINT

Giá trị đếm mới

NEW_RV

IN

DINT

Giá trị tham chiếu mới

NEW_PERIOD

IN

INT

Khoảng thời gian mới được cài đặt(chỉ áp dụng cho chế độ đo tần số). 1=1s; 2=0,1s; 3=0,01s

BUSY

OUT

BOOL

Hàm chức năng đang bận xử lý

STATUS

OUT

WORD

Mã code báo trạng thái

 

HSC identtifier là địa chỉ quy định của các bộ HSC trong CPU. Người dùng có thể kiểm tra và tìm HSC Identifier cho từng kênh đọc HSC trong cấu hình Device của CPU: Device configuration à Device view à CPU…àProperties àHSC[n] àHardware Identifier. Mã này là số decimal và cần chuyển sang mã hexa để sử dụng với lệnh CTRL_HSC.

Nếu các tham số DIR, CV, RV, PERIOD không được kích hoạt thì những tham số NEW_DIR, NEW_CV, NEW_RV, NEW_PERIOD sẽ không được thực hiện.

Tham số DIR chỉ có tác dụng khi người dùng cấu hình điều hướng cho bộ đếm xung là “User program (internal direction control)” trong cấu hình device CPU cho bộ đếm HSC.

Để cho bộ HSC thực hiện trên on –board của CPU hay trên SB thì tham số BUSY luôn luôn bằng 0.

Người dùng có thể cấu hình tham số cho từng bộ đếm HSC trong device configuration để CPU thực hiện chức năng đếm xung/đo tần số, chức năng reset, cấu hình cho ngắt, hardware I/O và địa chỉ của giá trị đếm.

Một số tham số của bộ HSC có thể được chỉnh sửa bởi chương trình người dùng thông qua các tham số DIR, CV, RV, PERIOD.

Khi DIR = 1 thì cho phép thay đổi hướng đếm tại tham số NEW_DIR.

Khi CV = 1 thì cho phép cài đặt giá trị đếm bắt đầu tại NEW_CV.

Khi RV = 1 thì cho phép cài đặt giá trị tham chiếu mới tại NEW_RV.

Khi PERIOD = 1 thì cho phép cài đặt khoảng thời gian mới (áp dụng cho chế độ đo tần số) tại NEW_PERIOD.

Lệnh CTRL_HSC có thể viết trong khối OB ngắt phần cứng và đây là đặc trưng của lệnh. Khi giá trị CV = RV thì sẽ có một trigger gọi khối OB ngắt phần cứng để người dùng có thể nạp các tham số NEW_CV, NEW_RV, NEW_PERIOD…

Giá trị đếm được của HSC không có trong các tham số của lệnh CTRL_HSC mà được truy xuất thông qua địa chỉ process image, và được cấu hình trong Device configuration. Như vậy, người dùng có thể sử dụng trực tiếp địa chỉ này để đọc giá trị đếm được của bộ HSC. Để truy suất địa chỉ process image của bộ HSC chúng ta sẽ thực hiện những thao tác sau: Device configurationà Device viewà CPU…àPropertiesàHSC[n] à I/O address.

Ví dụ như hình trên thì người dùng có thể truy xuất giá trị của HSC 1 thông qua địa chỉ: ID1000 với tầm giá trị của bộ đếm là: -2147483648à+2147483647

 Kiểu dữ liệu và địa chỉ của các bộ HSC

HSC

Kiểu dữ liệu của CV

Địa chỉ mặc định

HSC 1

Dint

ID1000

HSC 2

Dint

ID1004

HSC 3

Dint

ID1008

HSC 4

Dint

ID1012

HSC 5

Dint

ID1016

HSC 6

Dint

ID1020

 

Mã code báo trạng thái

STATUS

(W#16#....)

Miêu tả

0

Không có lỗi thực thi

80A1

HSC identifier không đúng

80B1

Báo lỗi khai báo NEW_DIR

80B2

Báo lỗi khai báo NEW_CV

80B3

Báo lỗi khai báo NEW_RV

80B4

Báo lỗi khai báo NEW_PERIOD

80C0

Đã truy cập tới bộ đếm HSC

80D0

HSC không được bật cho phép hoạt động trong Device Config

 

5.                 Lập trình bộ đếm HSC hoạt động.

5.1.          Đặt vấn đề

Cấu hình hệ thống bao gồm: 1CPU 1214C, 1 Encoder gắn trên động cơ trả tín hiệu về cho CPU, 1 màn hình HMI giao tiếp với PLC để cài đặt số xung cần đọc. Lập trình PLC thực hiện yêu cầu sau:

Encoder được kết nối vào các chân tín hiệu của bộ HSC 1, điều hướng đếm người dùng có thể thay đổi trên HMI.

HMI cài đặt số xung cần đọc.

Nếu đọc đủ số xung rồi thì đèn báo trạng thái hiển thị và người dùng có thể thay đổi hướng, giá trị tham chiếu mới hay giá trị xung bắt đầu đếm.

5.2.          Cấu hình cho bộ đếm HSC hoạt động

Với HSC của PLC S7_1200 yêu cầu người dùng phải bật chế độ cho phép HSC hoạt động và cấu hình các tham số liên quan: tín hiệu Reset bộ đếm, chế độ điều hướng đếm, giá tri cài đặt ban đầu…

Bước 1: Khởi tạo Project với tên HSC với cấu hình là CPU 1214C.

Bước 2: Cấu hình khai báo cho bộ HSC hoạt động: Device configurationà Device view àCPU…àPropertiesàHigh Speed Counter (HSC) àHSC 1( người dùng chọn lựa bộ HSC cần sử dụng).

 

Chế độ Type of counting chọn là Frequency để thực hiện đếm, đếm tín hiệu encoder trả về là dạng single phase, hướng đếm chọn “User program( internal direction contral)” để cho người dùng có thể thay đổi hướng đếm trong chương trình hoặc HMI, chế độ đếm ban đầu chọn là đếm lên (count up).

 Tùy theo ứng dụng và phương pháp lập trình mà người dùng có thể chọn hoặc bỏ chế độ thiết lập này.

Tại tham số Hardware interrup, người dùng có thể chọn khối OB ngắt phần cứng chưa khởi tạo thì người dùng có thể chọn Add Objectà Organization blockà Hardware interrupt.

Kiểm tra kết quả sau cấu hình cho địa chỉ input của CPU hoạt động với chế độ HSC 1 thông qua Hardware address, I/O addresses là địa chỉ để người dùng có thể truy xuất giá trị CV của bộ đếm (mặc định địa chỉ của HSC 1 là ID1000), Hardware identifier được đọc trong Device configuratinon là số Decimal và người dùng sẽ chuyển sang số Hexa trong khai báo của tập lệnh CTRL_HSC.

Các tin khác