Tìm hiểu các khối tổ chức trong PLC Siemens: Hướng dẫn toàn diện

Chào mừng bạn đến với ControlNexus, đối tác đáng tin cậy của bạn về PLC, HMI và Bộ biến tần của Siemens. Được thành lập vào năm 2013, chúng tôi cam kết cung cấp các giải pháp tự động hóa công nghiệp hàng đầu. Bài viết này cung cấp cái nhìn sâu sắc về các khối tổ chức (OB) trong PLC Siemens, các thành phần thiết yếu để lập trình PLC hiệu quả và đáng tin cậy.

Bài học chính

Câu hỏi	Trả lời
Các khối tổ chức (OB) trong PLC Siemens là gì?	OB là giao diện giữa hệ điều hành PLC và chương trình người dùng, xử lý các tác vụ như thực hiện chương trình tuần hoàn, ngắt thời gian và các quy trình hướng sự kiện.
OB1 tuần hoàn chính là gì?	OB1 chịu trách nhiệm thực hiện chương trình người dùng theo chu kỳ, đảm bảo logic PLC hoạt động liên tục.
Tại sao OB ngắt thời gian lại quan trọng?	Chúng cho phép thực hiện các tác vụ cụ thể theo những khoảng thời gian xác định, điều này rất quan trọng đối với các hoạt động nhạy cảm với thời gian.
OB100 đóng vai trò gì trong PLC Siemens?	OB100 là OB khởi động có chức năng khởi tạo các biến và kiểm tra các điều kiện hệ thống trước khi bắt đầu thực hiện chu kỳ chính.
OB ngắt tuần hoàn (OB30) hoạt động như thế nào?	OB30 xử lý các tác vụ định kỳ cần thời gian chính xác, làm gián đoạn chương trình tuần hoàn chính để thực thi theo các khoảng thời gian đã đặt.

Giới thiệu

PLC của Siemens là trung tâm của tự động hóa công nghiệp hiện đại, mang lại độ tin cậy và tính linh hoạt tuyệt vời. Một trong những khía cạnh quan trọng của lập trình PLC Siemens là việc sử dụng các khối tổ chức (OB). Các khối này đóng vai trò là xương sống của cấu trúc hoạt động của PLC, tạo điều kiện giao tiếp thông suốt giữa hệ điều hành và chương trình người dùng.

Các loại khối tổ chức chính

Các khối tổ chức được phân loại dựa trên chức năng của chúng, đảm bảo rằng mỗi nhiệm vụ được quản lý hiệu quả. Các loại chính bao gồm:

1. OB1 chu kỳ chính

Main Cyclic OB1 là nền tảng cho lập trình PLC của Siemens. Nó thực hiện chương trình người dùng theo chu kỳ, đảm bảo hoạt động liên tục và đáng tin cậy. Dưới đây là cái nhìn chi tiết về OB1:

Vai trò và tầm quan trọng: OB1 quản lý việc thực hiện theo chu kỳ của chương trình PLC, cần thiết để duy trì hoạt động liền mạch.
Sáng tạo và sử dụng: Trong TIA Portal, OB1 được tạo tự động khi bạn thêm dự án PLC mới. Bạn có thể viết toàn bộ chương trình trong OB1 hoặc gọi các khối chức năng (FC) và lệnh gọi hàm (FB) khác nếu cần.
Kịch bản ví dụ: OB1 lý tưởng để quản lý các tác vụ lặp đi lặp lại như giám sát cảm biến, điều khiển bộ truyền động và thực hiện các vòng điều khiển.

2. OB ngắt thời gian

OB ngắt thời gian rất quan trọng đối với các nhiệm vụ cần được thực thi trong những khoảng thời gian cụ thể. Bao gồm các:

Tổng quan: Các OB ngắt thời gian, chẳng hạn như OB10 đến OB17, được thiết kế để thực thi các tác vụ theo định kỳ, chẳng hạn như mỗi phút, giờ hoặc ngày.
Ví dụ về cách sử dụng: Các ứng dụng điển hình bao gồm ghi dữ liệu định kỳ, cập nhật màn hình hiển thị và kiểm tra hệ thống định kỳ.
Các bước cấu hình: Trong TIA Portal, bạn có thể định cấu hình các khoảng thời gian cho các OB này, đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu cụ thể của ứng dụng của bạn.

3. OB hướng sự kiện

OB hướng sự kiện xử lý các sự kiện cụ thể xảy ra trong quá trình vận hành PLC. Bao gồm các:

Chức năng: OB hướng sự kiện như ngắt phần cứng (OB40 đến OB47) phản hồi các sự kiện như lỗi phần cứng, thay đổi đầu vào và điều kiện chương trình cụ thể.
Ứng dụng thực tế: Chúng được sử dụng cho các nhiệm vụ như ứng phó với các điều kiện dừng khẩn cấp, quản lý chẩn đoán lỗi và xử lý các sự kiện do người dùng xác định.
Cấu hình và triển khai: Thiết lập các OB hướng sự kiện bao gồm việc xác định các điều kiện theo đó chúng được kích hoạt và đảm bảo chúng tích hợp liền mạch với chương trình PLC tổng thể.

OB khởi nghiệp (OB100)

Các OB khởi động như OB100 đóng vai trò quan trọng trong việc khởi tạo hệ thống PLC. Họ đảm bảo rằng hệ thống đã sẵn sàng hoạt động bằng cách thực hiện các nhiệm vụ khởi động thiết yếu.

Vai trò và tầm quan trọng: OB100 được gọi và thực thi một lần khi PLC chuyển từ chế độ STOP sang RUN, khởi tạo các biến và đặt lại các mô-đun hệ thống.
Nhiệm vụ khởi tạo: OB100 xử lý các tác vụ như hiệu chỉnh lại cảm biến, kiểm tra cảnh báo và đảm bảo tất cả các thành phần hệ thống ở trạng thái an toàn trước khi bắt đầu thực hiện chu trình chính.
Kịch bản ví dụ: Một trường hợp sử dụng ví dụ cho OB100 là khởi tạo hệ thống an toàn và thực hiện tự chẩn đoán để đảm bảo hệ thống sẵn sàng hoạt động.

OB ngắt tuần hoàn (OB30)

OB ngắt tuần hoàn rất cần thiết cho các nhiệm vụ yêu cầu thời gian chính xác. OB30 là một trong những khối xử lý các tác vụ định kỳ này với độ chính xác cao.

Vai trò và tầm quan trọng

OB30 đảm bảo rằng các chức năng cụ thể được thực thi theo các khoảng thời gian xác định, làm gián đoạn chương trình tuần hoàn chính để thực hiện các tác vụ này. Điều này rất quan trọng đối với các quy trình cần thời gian chính xác, chẳng hạn như:

Xử lý bộ điều khiển PID: Đảm bảo kiểm soát chính xác các biến của quá trình.
Giám sát mạch an toàn: Thường xuyên kiểm tra các điều kiện an toàn để ngăn ngừa tai nạn.
Giám sát truyền thông: Quản lý trao đổi dữ liệu giữa các máy để đảm bảo hoạt động thông suốt.

Các bước cấu hình

Thiết lập OB30 bao gồm một số bước chính để đảm bảo nó hoạt động chính xác:

Thời gian chu kỳ: Xác định khoảng thời gian giữa hai cuộc gọi của OB30. Khoảng thời gian này phải nhỏ hơn thời gian chạy của OB để tránh các cuộc gọi chồng chéo.
Bù pha: Điều chỉnh thời gian bắt đầu tương ứng với thời gian chu kỳ để tránh xung đột với các ngắt theo chu kỳ khác.
Cài đặt ưu tiên: Gán mức độ ưu tiên cho OB30. Mức độ ưu tiên cao hơn đảm bảo OB30 ngắt các khối khác khi cần thiết.

Tránh chồng chéo

Khi sử dụng nhiều ngắt tuần hoàn, điều quan trọng là phải quản lý thời gian của chúng để tránh chồng chéo. Ví dụ: nếu OB30 chạy cứ sau 10 mili giây và một khối khác chạy cứ sau 5 mili giây thì chúng có thể chồng lên nhau. Việc sử dụng độ lệch pha có thể giúp kéo dài thời gian thực hiện của chúng, đảm bảo hoạt động trơn tru.

Ví dụ thực tế và mô phỏng

Hiểu được ứng dụng thực tế của OB có thể nâng cao đáng kể kỹ năng lập trình PLC Siemens của bạn. Dưới đây là một số ví dụ thực tế:

Ví dụ OB1: Trong dây chuyền sản xuất, OB1 có thể được sử dụng để kiểm tra theo chu kỳ đầu vào cảm biến và điều khiển đầu ra của bộ truyền động, đảm bảo sản phẩm di chuyển dọc dây chuyền một cách trơn tru.
Ví dụ OB100: Đối với nhà máy điện, OB100 có thể khởi tạo các tham số hệ thống và kiểm tra mọi lỗi trước khi bắt đầu các quy trình chính, đảm bảo vận hành an toàn và đáng tin cậy.
Ví dụ OB30: Trong nhà máy chế biến hóa chất, OB30 có thể xử lý thời gian chính xác cần thiết để trộn các thành phần, duy trì kiểm soát quy trình nghiêm ngặt.

Bài tập mô phỏng

Thực hành với các mô phỏng trong TIA Portal có thể giúp bạn hiểu cách OB hoạt động trong các tình huống thực tế:

Tạo một chương trình OB1 đơn giản: Thiết lập chương trình đọc đầu vào cảm biến và điều khiển đầu ra dựa trên trạng thái đầu vào.
Mô phỏng khởi tạo OB100: Viết quy trình khởi động để khởi tạo các biến và kiểm tra trạng thái hệ thống, sau đó mô phỏng quá trình chuyển đổi từ chế độ STOP sang RUN.
Cấu hình và mô phỏng OB30: Thiết lập ngắt tuần hoàn để thực thi một tác vụ cụ thể sau mỗi 10ms, đảm bảo nó không trùng lặp với các tác vụ tuần hoàn khác.

Lời khuyên của chuyên gia và cách thực hành tốt nhất

Để tận dụng tối đa PLC Siemens của bạn, đây là một số lời khuyên của chuyên gia:

Tối ưu hóa việc sử dụng OB: Sử dụng OB để phân đoạn chương trình của bạn một cách hợp lý, giúp dễ đọc, gỡ lỗi và bảo trì hơn.
Theo dõi thời gian chu kỳ: Theo dõi thời gian chu kỳ của các OB của bạn để đảm bảo chúng nằm trong giới hạn chấp nhận được, tránh tình trạng hệ thống bị chậm hoặc hỏng hóc.
Sử dụng Nhận xét và Tài liệu: Ghi lại rõ ràng các OB và chức năng của chúng trong chương trình của bạn để hỗ trợ khắc phục sự cố và cập nhật trong tương lai.

Thực hành tốt nhất

Quy ước đặt tên nhất quán: Sử dụng tên rõ ràng, nhất quán cho OB của bạn để làm cho mã của bạn dễ hiểu hơn.
Kiểm tra và xác nhận thường xuyên: Kiểm tra OB của bạn thường xuyên trong cả môi trường mô phỏng và thực tế để đảm bảo chúng hoạt động như mong đợi.
Tiếp tục được cập nhật: Luôn cập nhật kiến thức của bạn với các tính năng mới nhất và các phương pháp hay nhất trong lập trình PLC của Siemens bằng cách tham khảo Siemens’ tài liệu chính thức.

Phần kết luận

Các khối tổ chức là nền tảng của việc lập trình PLC của Siemens, cung cấp cấu trúc và khả năng kiểm soát các hoạt động của hệ thống. Từ OB1 chu kỳ chính thiết yếu đến OB ngắt thời gian và OB theo sự kiện chuyên dụng, mỗi khối đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo PLC của bạn hoạt động hiệu quả và đáng tin cậy.

Để có thêm tài nguyên chuyên sâu và hướng dẫn chuyên môn, hãy khám phá nhiều bài viết và sản phẩm toàn diện của chúng tôi tạiKiểm soátNexus. Cho dù bạn mới bắt đầu với PLC của Siemens hay muốn nâng cao kiến thức chuyên môn, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ hành trình tự động hóa công nghiệp của bạn.

Tài nguyên bổ sung

Để được hỗ trợ thêm, vui lòng liên hệliên hệ chúng tôi. Chúng tôi ở đây để giúp bạn làm chủ PLC Siemens và nâng cao các giải pháp tự động hóa của bạn.

Đôn Tăng

Xin chào, tôi là Don Tang, Giám đốc điều hành của Plcvfd.com, chúng tôi là đại lý Siemens dày dặn kinh nghiệm tại Trung Quốc với hơn 10 năm kinh nghiệm và mục đích của bài viết này là chia sẻ với bạn những thông tin có giá trị về các mặt hàng của Siemens, có nền tảng trong một thập kỷ kinh nghiệm thực tế.