Đồ án học phần 1A đề tài PLC

Đồ án học phần 1A Đề tài PLC

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Mục Lục

CHƯƠNG MỘT: TỔNG QUAN VỀ PLC 3 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC................................................................... 3 2. CẤU TRÚC - NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PLC ............................ 5 3. CÁC HOẠT ĐỘNG XỬ LÝ BÊN TRONG PLC........................................ 9 CHƯƠNG HAI: TÌM HIỂU SƠ LƯỢC VỀ PCL S7-200 CỦA SIEMEN ...... 11 1. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG S7-200 ......................................................... 11 2. CẤU TRÚC BỘ NHỚ S7-200. .................................................................. 14 CHƯƠNG BA: TÌM HIỂU TẬP LỆNH PLC S7-200 CỦA SIEMEN............ 16 1. CÁC LỆNH CƠ BẢN................................................................................ 16 2. CÁC LỆNH NÂNG CAO .......................................................................... 27 CHƯƠNG BỐN: PHẦN MỀN LẬP TRÌNH PLC S7-200 ............................. 42 1. PHẦN MỀN CÀI ĐẶT Step 7 Micro Win V4.0........................................ 42 CÁCH SỪ DỤNG PHẦN MỀN Step 7 Micro Win...................... 46 2. CHƯƠNG NĂM: PHẦN MỀN MÔ PHỎNG PLC S7-200............................ 55 1. GIỚI THIỆU.............................................................................................. 55 2. TRÌNH TỰ THỰC HIỆN KHI MÔ PHỎNG ............................................. 55 CHƯƠNG SÁU: ỨNG DỤNG PLC S7-200 TRONG MÔ HÌNH THANG MÁY ............................................................................................................. 61 1. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH............................................................................ 61 2. MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH. ......................................... 62 3. QUY ƯỚC CÁC NGỎ RA – VÀO KHI KẾT NỐI PLC............................ 63 4. SƠ ĐỒ MẠCH LẬP TRÌNH TRONG STEP 7. ......................................... 63 5. CHƯƠNG TRÌNH LẬP TRÌNH. ............................................................... 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................. 71

NHÓM THỰC HIỆN

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

CHƯƠNG MỘT: TỔNG QUAN VỀ PLC

1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC PLC viết tắt của Programmable Logic Controlle, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình. Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối ( bộ điều khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau : - Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học . - Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa. - Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp . - Hoàn toàn tin cậy trog môi trường công nghiệp . - Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính, nối mạng, các mô Modul mở rộng. - Giá cả có thể cạnh tranh được. Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối và các Logic thời gian .Tuy nhiên, bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và tính dể dàng cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả … Chính điều này đã gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp . Các tập lệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm , định thời , thanh ghi dịch … sau đó là các chức năng làm toán trên các máy lớn … Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng lớn , số lượng I / O nhiều hơn. Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình . Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện viêc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ , ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC . Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dể dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay . Hiện nay với sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử đã cho phép chế tạo các hệ vi xử lý liên tiếp, dựa trên cơ sở của bộ vi xử lý, các bộ điêu khiển logic có khả nẳng lập trình được (PLC) đã ra đời, cho phép khắc phục được rất nhiều nhược điểm của các hệ điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC đã trở nên rất phổ biến trong công nghiệp tự động hoá. Có thể liệt kế các ưu điểm chính của việc sử dụng PLC gồm: - Giảm bớt việc đấu nối dây khi thiết kế hệ thống, giá trị logic của nhiệm vụ điều khiển được thực hiện trong chương trình thay cho việc đấu nối dây.

NHÓM THỰC HIỆN

- Tính mềm dẻo cao trong hệ thống. - Bộ nhớ: Cổng ngắt và đếm tốc độ cao khối vi xử lý trung tâm. - Hệ điều hành Bộ đếm vào – ra Bộ định thời Bộ đếm Bit cơ Cổng vào ra Onboard Quản lý ghép nối Bus của PLC

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

- Bộ nhớ vào ra:

Bộ định thời

Bộ đếm

Bộ đếm vào-ra

+ Khối vi xử lý trung tâm + Hệ điều hành

Bit cơ

Bus của PLC

Cổng vào ra Onboard

Quản lý ghép nối

Cổng ngắt và đếm tốc độ cao

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 1: Nguyên lý chung về cấu trúc của bộ PLC

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

2. CẤU TRÚC - NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PLC a. Cấu trúc Tất cả các PLC đều có thành phần chính là : Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong ( có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM ). Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC . Các Modul vào /ra. Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm môt đơn vị lập trình bằng tay hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứa đựng chương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung . Nếu đơn vị lập trình là đơn vị xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi nào chương trình đã được kiểm tra và sẳn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC. Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hổ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình . Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458, … Đối với PLC cỡ nhỏ các bộ phận thường được kết hợp thành một khối. Cũng có một số hãng thiết kế PLC thành từng mô đun để người sử dụng có thể lựa chọn cấu hình PLC cho phù hợp mà ít tốn kém nhất, đồng thời đáp ứng được yêu cầu ứng dụng. Một bộ PLC có thể có nhiều mô đun nhưng thành phần cơ bản nhất của phần cứng trong bộ PLC bao giờ cũng có các khối sau: Nguồn cung cấp

Mô đun nhập dữ liệu Mô đun xuất dữ liệu

Nhớ chương trình

+ -

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 2: Sơ đồ cấu trúc phần cứng của bộ lập trình PLC

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC gồm có 4 khối chính đó là: Khối nguồn, khối vi xử lý – bộ nhớ, khối đầu vào, khối đầu ra. Thông thường các tín hiệu xuất nhập đầu ở GVHD: Nguyễn Đức Toàn 5 Phạm Song Toàn

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

dạng số (1- 0), còn nếu tín hiệu là dạng liên tục thì ta cần gắn các khối xuất nhập ở dạng liên tục (Analog).  Mô đun nguồn: (Moudule)

Là khối chức năng dùng để cung cấp nguồn và ổn định điện áp cho PLC hoạt động. Trong công nghiệp người ta thường dùng điện áp 24V một chiều. Tuy nhiên cũng có bộ PLC sử dụng điện áp 220V xoay chiều.

 Mô đun CPU (Centrol rocessor Unit module):

Bao gồm bộ vi xử lý và bộ nhớ  Mô đun nhập: (Input Module)

Tín hiệu vào: Các tín hiệu đầu vào nhận các thông tin điều khiển bên ngoài dạng tín hiệu Logic hoặc tín hiệu tương tự. Các tín hiệu Lôgic có thể từ các nút ấn điều khiển các công tắc hành trình, tín hiệu báo động, các tín hiệu của các quy trình công nghệ,…Các tín hiệu tương tự đưa vào của PLC có thể là tín hiệu điện áp từ các căn nhiệt để điều chỉnh nhiệt độ cho một lò nào đó hoặc tín hiệu từ máy phát tốc, cảm biến.  Mô đun xuất (Output Module):

NHÓM THỰC HIỆN

Trong PLC thì Module xuất cũng hết sức quan trọng không kém module nhập. Nó có thể có 8 hoặc 16 ngõ ra mà trên một Module xuất, do vậy người sử dụng có thể kết nối nhiều module lại với nhau để được số ngõ ra phù hợp. Đối với những ứng dụng nhỏ thì cần 16 ngõ ra. Những ứng dụng lớn hơn có thể dùng tới 26 hoặc 256 ngõ ra. Cũng giống như Module nhập thì các ngõ ra của Module xuất là các tiếp điểm của rơle, khả năng chịu tải lớn 220V/1A. Nếu muốn khống chế phụ tải công suất lớn thì thông qua các thiết bị trung gian như: CTT. Aptomat. Triac… b. Nguyên lý hoạt động của PLC

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Chuyển dữ liệu từ đầu cổng vào tới đầu vào I

Chuyển dữ liệu từ đầu ra Q tới cổng ra

Thực hiện chương trình

Truyền thông và kiểm tra bộ nhớ

Hình 3: Chu kỳ thực hiện vòng quét của CPU trong bộ PLC

NHÓM THỰC HIỆN

Trong quá trình thực hiện chương trình CPU luôn làm việc với bảng ảnh ra. Tiếp theo của việc quét chương trình là truyền thông nội bộ và tự kiểm tra lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi. Những trường hợp cần thiết phải cập nhật module ra ngay trong quá trình thực hiện chương trình. Các PLC hiện đại sẽ có sẵn các lệnh để thực hiện điều này. Tập lệnh của PLC chứa các lệnh ra trực tiếp đặc biệt, lệnh này sẽ tạm thời dừng hoạt động bình thường của chương trình để cập nhật module ra, sau đó sẽ quay lại thực hiện chương trình. Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan time). Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Có vòng quét được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu được truyền thông trong vòng quét đó. Một vòng quét chiếm thời gian quét ngắn thì chương trình điều khiển được thực hiện càng nhanh. Nguyên lý hoạt động dựa trên các bộ phận sau :  Đơn vị xử lý trung tâm CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình , sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi. Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

NHÓM THỰC HIỆN

 Hệ thống bus Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song : Address Bus : Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau. Data Bus : Bus dùng để truyền dữ liệu. Control Bus : Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điểu khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC . Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thông qua Data Bus. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song. Nếu môt modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus , nó sẽ chuyển tất cả trạnh thái đầu vào của nó vào Data Bus. Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data bus. Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC . Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế. Hê thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O . Bên cạch đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 118 MHZ. Xung này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống.  Bộ nhớ PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp : Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O. Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi các Relay. Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ . Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử lý. Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo . Với một địa chỉ mới , nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đấu ra, quá trình này được gọi là quá trình đọc . Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bỡi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khả năng chứa 2000 ÷ 16000 dòng lệnh , tùy theo loại vi mạch. Trong PLC các bộ nhớ như RAM, EPROM đều được sử dụng . RAM (Random Access Memory ) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nội dung bất kỳ lúc nào. Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị mất . Để tránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năng cung cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm. Trong thực tế RAM được dùng để khởi tạo và kiểm tra chương trình. Khuynh hướng hiện nay dùng CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn . EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người sử dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được . Nội dung của EPROM không bị mất khi mất nguồn , nó được gắn sẵn trong máy , đã được nhà sản xuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn. Nếu người sử dụng không muốn mở rộng bộ nhớ thì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC . Trên PG (Programer) có sẵn chổ ghi và xóa EPROM.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoạc đĩa mềm, được sử dụng trong máy lập trình. Đĩa cứng hoăc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng để lưu những chương trình lớn trong một thời gian dài .  Kích thước bộ nhớ : Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 ÷1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo . Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K ÷ 16K, có khả năng chứa từ 2000 ÷16000 dòng lệnh. Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM , EPROM.  Các ngỏ vào ra I / O Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các modul ( các đầu vào của PLC ) , các cơ cấu chấp hành được nối với các modul ra ( các đầu ra của PLC ) . Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V , tín hiêu xử lý là 12/24VDC hoặc 100/240VAC. Mỗi đơn vị I / O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I / O được cung cấp bỡi các đèn LED trên PLC , điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dể dàng và đơn giản . Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực hiện việc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra .

3. CÁC HOẠT ĐỘNG XỬ LÝ BÊN TRONG PLC a. Xử lý chương trình Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC , các lệnh sẽ được trong một vùng địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ . PLC có bộ đếm địa chỉ ở bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trong bộ nhớ sẽ được bộ vi xử lý thực hiện một cách tuần tự từng lệnh một, từ đầu cho đến cuối chương trình . Mỗi lần thực hiện chương trình từ đầu đến cuối được gọi là một chu kỳ thực hiện. Thời gian thực hiện một chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý của PLC và độ lớn của chương trình. Một chu lỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp nhau : • Đầu tiên, bộ xử lý đọc trạng thái của tất cả đầu vào. Phần chương trình phục vụ công việc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệ điều hành . • Tiếp theo, bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự lệnh một trong chương trình. Trong ghi đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào, thực hiện các phép toán logic và kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái của các đầu ra. • Cuối cùng, bộ vi xử lý sẽ gán các trạng thái mới cho các đầu ra tại các modul đầu ra. b. Xử lý xuất nhập Gồm hai phương pháp khác nhau dùng cho việc xử lý I / O trong PLC :  Cập nhật liên tục Điều nay đòi hỏi CPU quét các lệnh ngỏ vào (mà chúng xuất hiện trong chương trình ), khoảng thời gian Delay được xây dựng bên trong để chắc chắn rằng chỉ có những tín hiệu hợp lý mới được đọc vào trong bộ nhớ vi xử lý. Các lệnh ngỏ ra được lấy trực tiếp tới các thiết bị. Theo hoạt động logic của chương trình , khi lệnh OUT được thực hiện thì các ngỏ ra cài lại vào đơn vị I / O, vì thế nên chúng vẫn giữ được trạng thái cho tới khi lần cập nhật kế tiếp.

NHÓM THỰC HIỆN

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

NHÓM THỰC HIỆN

 Chụp ảnh quá trình xuất nhập Hầu hết các PLC loại lơn có thể có vài trăm I / O, vì thế CPU chỉ có thể xử lý một lệnh ở một thời điểm . Trong suốt quá trình thực thi, trạng thái mỗi ngõ nhập phải được xét đến riêng lẻ nhằm dò tìm các tác động của nó trong chương trình. Do chúng ta yêu cầu relay 3ms cho mỗi ngõ vào, nên tổng thời gian cho hệ thống lấy mẫu liên tục trở nên rất dài và tăng theo số ngõ vào. Để làm tăng tốc độ thực thi chương trình, các ngõ I / O được cập nhật tới một vùng đặc biệt trong chương trình. Ở đây, vùng RAM đặc biệt này được dùng như một bộ đệm lưu trạng thái các logic điều khiển và các đơn vị I / O. Mỗi ngõ vào ra đều có một địa chỉ I / O RAM này. Suốt quá trình copy tất cả các trạng thái vào trong I / O RAM. Quá trình này xảy ra ở một chu kỳ chương trình (từ Start đến End ). Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/O được copy tiêu biểu là vài ms. Thời gian thực thi chương trình phụ thuộc vào chiều dài chương trình điều khiển tương ứng mỗi lệnh mất khoảng từ 110 s.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

CHƯƠNG HAI: TÌM HIỂU SƠ LƯỢC VỀ PCL S7-200 CỦA SIEMEN

1. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG S7-200 PLC S7-200 là một loại PLC cỡ nhỏ của công ty Siemens. Cấu trúc S7-200 gồm 1 CPU và các module mở rộng cho nhiều ứng dụng khác nhau.S7-200 gồm nhiều loại: CPU 221, 222, 224, 226….có nhiều nhất 7 module mở rộng khi có nhu cầu: tổng số ngõ vào/ra, ngõ vào/ra Analog, kết nối mạng ( AS-I, Profibus ).

Hinh 4 . Hình dáng S7-200

NHÓM THỰC HIỆN

PLC S7-200 có các đặc trưng về thông số kĩ thuật như sau :

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

 Các đèn báo: Có 3 loại đèn báo hoạt động:

- RUN: ðèn xanh –báo hiệu PLC ðang hoạt ðộng - STOP :ðèn vàng –báo hiệu PLC - SF (sýtem Failure):ðèn ðỏ báo hiệu PLC bị sự cố. Có 2 loại đèn chỉ thị :

- Ix.x: chỉ trạng thái logic ngõ vào. - Qx.x: chỉ trạng thái logic ngõ ra

 Ðặc điểm ngỏ vào

NHÓM THỰC HIỆN

- Mức logic 1 : 24VDC/7mA - Mức logic 0 : đến 5VDC/1MA - Ðáp ứng thời gian : 0.2ms

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

- Cách ly quang : 500ACV - Ðịa chỉ ngõ vào : Ix.x  Ðặc điểm ngõ ra:

- Ðiện áp tác động: 24 -28VDC/2A - Ngõ ra Relay hoặc transitor Sourcing - Chịu quá dòng đến 7. - Ðiện trở cách ly nhỏ nhất 100 m Ω - Ðiện trở công tắc 200 Ω - Ðiện trở công tắc: 200 m Ω - Thời gian chuyển mạch tối đa 10 ms - Không có chế độ bảo vệ ngắn mạch - Ðịa chỉ ngõ ra: Qx.x - Nguồn cung cấp - Ðiện áp nguồn 20-24 VDC - Dòng tối ða 900 mA - Thời gian duy trì khi mất nguồn 10 ms - Cầu chì bên trong 2A/250V - Công tắc chọn mode - Không có cách ly nguồn điện .

 Mode công tắc chọn Có 3 vị trí lựa chọn công tắc

- RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình - PLC sẽ dừng chương trình khi có sự cố

- TERM :cho phép máy lập trình quyết ðịnh chế ðộ hoạt ðộng PLC  Cổng truyền thông - Sử dụng cổng RS485 để ghép nối với máy tính hoặc thiết bị khác.

NHÓM THỰC HIỆN

- Tốc độ truyền là 9600 bauds. - Cấu trúc cổng truyền thông được mô phỏng như sau :

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

- Ghép nối PLC và máy tính - Sử dụng cáp PC/PPI chuyển đổi giữa RS232 và RS485 - Chuyển đổi và kết nối như hình sau :

Hình 5. Kết nối PLC với máy tính

2. CẤU TRÚC BỘ NHỚ S7-200. Bộ điều khiển lập trình S7-200 được chia thành 4 vùng nhớ. Với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong thời gian nhất định khi mất nguồn bộ nhớ S7-200 có tính năng động cao, đọc và ghi trong phạm vi toàn vùng loại trừ các bít nhớ đặc biệt SM ( Special Memory) chỉ có thể truy nhập để đọc.

 Vùng chương trình: Là vùng bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình vùng này thuộc bộ nhớ trong đọc và ghi được.

NHÓM THỰC HIỆN

 Vùng tham số: Là vùng lưu giữ các tham số như: Từ khoá, địa chỉ trạm….cũng giống như vùng chương trình thuộc bộ nhớ trong đọc và ghi được.  Vùng dữ liệu: Là vùng nhớ động được sử dụng cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả các phép tính nó được truy cập theo từng bit từng byte vùng này được chia thành những vùng nhớ với các công dụng khác nhau. - Vùng I (Input image register): Là vùng nhớ gồm 16 byte I (đọc/ghi): I.O - I.15

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

- Vùng Q (Output image register): Là vùng nhớ gồm 16 byte Q (đọc/ghi): Q.O- Q.15

- Vùng M (Internal memory bits): là vùng nhớ gồm có 32 byte M (đọc/ghi): M.O -M.31 - Vùng V (Variable memory): Là vùng nhớ gồm có 10240 byte V (đọc/ghi): V.O - V.10239 - Vùng SM: (Special memory): Là vùng nhớ gồm: 194 byte của CPU chia làm 2 phần: SM0 – SM29 chỉ đọc và SM30 – SM194 đọc/ghi. - SM200-SM549 đọc/ghi của các module mở rộng  Vùng đối tượng: Là timer (định thì), counter (bộ đếm) tốc độ cao và các cổng vào/ra tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng vùng này không thuộc kiểu non – volatile nhưng đọc ghi được.

- Timer (bộ định thì): đọc/ghi T0 -T255 - Counter (bộ đếm): đọc/ghi C0 - C255 - Bộ đệm vào analog (đọc): AIW0 - AIW30 - Bộ đệm ra analog (ghi): AQW0 - AQW30 - Accumulator (thanh ghi): AC0 - AC3 - Bộ đếm tốc độ cao: HSC0 - HSC5 Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte, từng từ đơn (word – 2byte), từ kép (Double word).  Cấu trúc chương trình:

- Chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính (main program) sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt. - Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND).

NHÓM THỰC HIỆN

- Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình, nếu cần sử dụng chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc MEND. - Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính, sau đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt bằng cách viết như vậy cấu trúc chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình có thể trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

CHƯƠNG BA: TÌM HIỂU TẬP LỆNH PLC S7-200 CỦA SIEMEN

1. CÁC LỆNH CƠ BẢN. a. Lệnh vào / ra.

 Lệnh Load (LD):

Lệnh LD nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn

xếp, các giá trị còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bit.

Toán hạng gồm: I, O, M, SM, V, C, T.

Tiếp điểm thường mở sẽ đóng khi ngõ vào PLC có địa chỉ là 1.

Dạng LAD Dạng STL

LD I0.0

= Q0.0

 Lệnh Load Not (LDN):

Lệnh LDN nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn

xếp, các giá trị còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bit.

Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi ngõ vào PLC có địa chỉ là 1

Dạng LAD Dạng STL

LDN I0.0

NHÓM THỰC HIỆN

= Q0.0

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 6. Mô tả lệnh LD và LDN

Các dạng khác nhau của lệnh LD,LDN:

STL LAD Mô tả Toán hạng

LD n Tiếp điểm thường mở sẽ đóng khi n = 1 n ┤├

n: I, Q, M, SM, (bit) T, C LDN n Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi n = 1 n ┤/├

LDI n Tiếp điểm thường mở sẽ đóng tức thời khi n = 1 n ┤I├ n:1

LDNI n Tiếp điểm thường đóng sẽ mở tức thời khi n = 1 n ┤/I├

 OUTPUT (=):

Lệnh sao chép nội dung của bit đầu tiên trong ngăn xếp vào bit được chỉ định

trong lệnh. Nội dung ngăn xếp không bị thay đổi.

Mô tả Cuộn dây đầu ra ở trạng thái kích thích khi LAD n ─( ) có dòng điều khiển đi qua

Cuộn dây đầu ra được kích thích tức thời Toán hạng n: I, Q, M, SM, T, C (bit) n: Q (bit) n ─( I ) khi có dòng điều khiển đi qua

b. Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm:

NHÓM THỰC HIỆN

 Lệnh SET ( S ) và RESET ( R ) Hai lệnh này dùng để đóng và ngắt các điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

LAD, logic điều khiển dòng điện đóng hay ngắt các cuộn dây đầu ra. Khi dòng điều

khiển đến các cuộn dây thì các cuôn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm. Trong STL,

lệnh truyền trạng thái bit đầu tiên của ngăn xếp đến các điểm thiết kế. Nếu bit này có

giá trị bằng 1, các lệnh S hoặc R sẽ đóng ngắt tiếp điểm hoặc một dãy các tiếp điểm

(giới hạn từ 1 đến 255). Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi bởi các lệnh này.

VD: Khi tiếp điểm I0.0 đóng lệnh Set hoặc Reset sẽ đóng (ngắt) một mảng

gồm n (5) tiếp điểm kể từ Q0.0.

Mô tả lệnh S (Set) và R (Reset) :

LAD S bit n Mô tả Đóng một mảng gồm n các tiếp STL S S-bit n ──( S ) điểm kể từ địa chỉ S-bit

R S-bit n Ngắt một mảng gồm n các tiếp S bit n điểm kể từ S-bit. Nếu S-bit lại ──( R ) Toán hạng S-bit: I, Q, M, SM, T, C,V(bit) n (byte): IB, QB, MB, SMB, VB, AC chỉ vào Timer hoặc Counter thì

lệnh sẽ xoá bit đầu ra của

Timer/Counter đó.

S bit n Đóng tức thời một mảng gồm n S-bit: Q (bit) SI S-bit n ──( SI ) các tiếp điểm kể từ địa chỉ S-bit n(byte): IB, QB,

MB, SMB, VB, RI S-bit n S bit n Ngắt tức thời một mảng gồm n

AC ──( RI ) các tiếp điểm kể từ địa chỉ S-bit

c. Các lệnh logic đại số Boolean:

Các lệnh tiếp điểm đại số Boolean cho phép tạo lập các mạch logic (không có

nhớ). Trong LAD các lệnh này được biểu diễn thông qua cấu trúc mạch, mắc nối tiếp

hay song song các tiếp điểm thường đóng hay các tiếp điểm thường mở. Trong STL

có thể sử dụng lệnh A (And) và O (Or) cho các hàm hở hoặc các lệnh AN (And Not),

ON (Or Not) cho các hàm kín. Giá trị của ngăn xếp thay đổi phụ thuộc vào từng lệnh.

 AND (A)

NHÓM THỰC HIỆN

Dạng LAD Dạng STL

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

LD A = I0.0 I0.1 Q0.0

Tín hiệu ra sẽ là nghịch đảo của tín hiệu vào.

 AND NOT (AN)

Dạng LAD Dạng STL

I0.0

LD AN I0.1 = Q0.0

Tín hiệu ra sẽ bằng 1 khi ít nhất có một tín hiệu vào bằng 1.

 OR (O).

Dạng LAD Dạng STL

LD O = I0.0 I0.1 Q0.0

 OR NOT (ON) Dạng LAD Dạng STL

LD O = I0.0 I0.1 Q0.0

d. Các lệnh về tiếp điểm đặc biệt:

NHÓM THỰC HIỆN

 Tiếp điểm nào tác động cạnh xuống, tác động cạnh lên:

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Có thể dùng các lệnh tiếp điểm đặc biệt để phát hiện sự chuyển tiếp trạng thái

của xung (sườn xung) và đảo lại trạng thái của dòng cung cấp (giá trị đỉnh của ngăn

xếp). LAD sử dụng các tiếp điểm đặc biệt này để tác động vào dòng cung cấp. Các

tiếp điểm đặc biệt này không có toán hạng riêng của chúng vì thế phải đặt chúng phía

trước cuộn dây hoặc hộp đầu ra. Tiếp điểm chuyển tiếp dương/âm (các lệnh trước và

sườn sau) có nhu cầu về bộ nhớ, bởi vậy đối với CPU 224 có thể sử dụng nhiều nhất

là 256 lệnh.

Dạng LAD Dạng STL

Q0.0

I0.0

LD I0.0

Q0.0 =

Q0.1

I0.0

LD I0.0

Q0.1 =

LD I0.0

Q0.2

I0.0

NOT

= Q0.2

NHÓM THỰC HIỆN

Biểu đồ thời gian

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

I0.0

Q0.0

Q0.2

Q0.1

Hình 7 - Giản đồ thời gian các tiếp điểm đặc biệt

 Tiếp điểm trong vùng nhớ đặc biệt:

- SM0.0: Vòng quét đầu tiên thì mở nhưng từ vòng quét thứ 2 trở đi thì

đóng.

- SM0.1: Ngược lại với SM0.0, vòng quét đầu tiên tiếp điểm này đóng, kể từ

vòng quét thứ 2 thì mở ra và giữ nguyên trong suốt quá trình hoạt động.

- SM0.4: Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kì là 1 phút.

- SM0.5: Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kì là 1 giây.

e. Các lệnh thời gian (Timer)

 Các lệnh điều khiển thời gian Timer :

Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều

khiển vẫn thường gọi là khâu trễ. Nếu kí hiệu tín hiệu (logic) vào là x(t) và thời gian

trễ tạo ra bằng Timer là τ thì tín hiệu đầu ra của Timer đó sẽ là x (t – τ) S7-200 có 64

bộ Timer (với CPU 212) hoặc 128 Timer (với CPU 214) được chia làm 2 loại khác

nhau:

- Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (On-Delay Timer), kí hiệu là TON.

- Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), kí hiệu TONR.

- Hai kiểu Timer của S7-200 (TON và TONR) phân biệt với nhau ở phản ứng

của nó đối với trạng thái ngõ vào.

Cả hai Timer kiểu TON và TONR cùng bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ thời

NHÓM THỰC HIỆN

điểm có sườn lên ở tín hiệu đầu vào, tức là khi tín hiệu đầu vào chuyển trạng thái

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

logic từ 0 lên 1, được gọi là thời điểm Timer được kích, và không tính khoảng thời

gian khi đầu vào có giá trị logic 0 vào thời gian trễ tín hiệu đặt trước.

Khi đầu vào có giá trị logic bằng 0, TON tự động Reset còn TONR thì không. Timer

TON được dùng để tạo thời gian trễ trong một khoảng thời gian (miền liên thông),

còn với TONR thời gian trễ sẽ được tạo ra trong nhiều khoảng thời gian khác nhau.

Timer TON và TONR bao gồm 3 loại với 3 độ phân giải khác nhau, độ phân giải 1ms,

10ms và 100ms. Thời gian trễ τ được tạo ra chính là tích của độ phân giải của bộ

Timer được chọn và giá trị đặt trước cho Timer. Ví dụ có độ phân giải 10ms và giá trị

đặt trước 50 thì thời gian trễ là 500ms.

 Cú pháp khai báo sử dụng Timer như sau:

LAD Mô tả Toán hạng

Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TON để

tạo thời gian trễ tính từ khi đầu vào IN

được kích. Nếu như giá trị đếm tức thời

lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT thì

T-bit có giá trị logic bằng1. Có thể Reset Txx (Word) CPU 214: 32-63, 96-127 PT: VW, T, (Word) C, IW, QW, MW, SMW, C, hằng số.

Timer kiểu TON bằng lệnh R hoặc bằng

giá trị logic 0 tại đầu vào IN.

Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TONR để Txx (Word)

tạo thời gian trễ tính từ khi đầu vào IN CPU 214: 0-31,

được kích. Nếu như giá trị đếm tức thời 64-95

lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT thì PT: VW, TR, (Word)

T-bit có giá trị logic bằng1. Chỉ có thể C, IW, QW, MW,

Reset Timer kiểu TONR bằng lệnh R cho SMW, AC, AIW, hằng

T-bit. số.

Khi sử dụng Timer TONR, giá trị đếm tức thời được lưu lại và không bị thay

đổi trong khoảng thời gian khi tín hiệu đầu vào có logic 0. Giá trị của T-bit không

được nhớ mà hoàn toàn phụ thuộc vào số kết quả so sánh giữa giá trị đếm tức thời và

NHÓM THỰC HIỆN

giá trị đặt trước.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Khi Reset một Timer, T-word và T-bit của nó đồng thời được xóa và có giá trị

bằng 0, như vậy giá trị đếm tức thời được đặt về 0 và tín hiệu đầu ra cũng có trạng

thái logic 0.

- Timer kiểu TON(hình 4.3)

LAD STL FBD

LD I0.0

TON T33, 50

- Timer kiểu TONR(hình 4.4)

LAD STL FBD

LD I0.0

TONR T33, 10

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 8. Giản đồ thời gian Timer của TON

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 9. Giản đồ thời gian Timer của TONR

f. Các lệnh đếm – Counter:

Counter là bộ đếm thực chức năng đếm sườn xung, trong S7-200 các bộ đếm

được chia làm 2 loại: bộ đếm tiến (CTU) và bộ đếm tiến/lùi (CTUD).

Bộ đếm tiến CTU đếm số sườn lên của tín hiệu logic đầu vào, tức là đếm số

lần thay đổi trạng thái logic từ 0 lên 1 của tín hiệu. Số xung đếm được ghi vào thanh

ghi 2 byte của bộ đếm, gọi là thanh ghi C- word.

Nội dung của thanh ghi C- word, gọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm, luôn

được so sánh với giá trị đặt trước của bộ đếm, được kí hiệu PV. Khi giá trị đếm tức

thời bằng hoặc lớn hơn giá trị đặt trước này thì bộ đếm báo ra ngoài bằng cách đặt giá

trị logic 1 vào 1 bit đặc biệt của nó gọi là C-bit. Trường hợp giá trị đếm tức thời nhỏ

hơn giá trị đặt trước thì C-bit có giá trị logic là 0.

Khác với các bộ Timer, các bộ đếm CTU và CTUD đều có chân nối với tín

hiệu điều khiển xóa để thực hiện việc đặt lại chế độ khởi phát ban đầu (Reset) cho bộ

đếm, được kí hiệu bằng chữ cái R trong LAD, hay được qui định là trạng thái logic

của bit đầu tiên của ngăn xếp trong STL. Bộ đếm được Reset khi tín hiệu xóa này có

mức logic là 1 hoặc khi lệnh R (Reset) được thực hiện với C-bit. Bộ đếm được Reset

cả C-word, C-bit đều nhận giá trị 0.

Bảng lệnh đếm lên, đếm xuống :

NHÓM THỰC HIỆN

LAD Toán hạng Mô tả

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Khai báo bộ đếm tiến theo sườn Cxx: (Word)

lên của CU. Khi giá trị đếm tức CPU 214 : 0-47,

thời C-word, Cxx lớn hơn hoặc 80-127

bằng giá trị đặt trước PV, C-bit Pv(Word): VW, T,

(Cxx) có giá trị logic bằng 1. Bộ C, IW, QW, MW,

đếm ngừng đếm khi C-word Cxx SMW, AC, AIW,

đạt được giá trị cực đại. hằng số, *VD,

*AC

Khai báo bộ đếm tiến/lùi, đếm Cxx: (Word)

tiến theo sườn lên của CU, đếm CPU 214 : 48-79

lùi theo sườn lên của CD. Khi PV (Word) : VW,

giá trị đếm tức thời của C-word T, C, IW, QW,

Cxx lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt MW, SMW, hằng

trước PV, C-bit (Cxx) có giá trị số, *VD, *AC

logic bằng 1. Bộ đếm ngừng đếm

tiến khi C-word Cxx đạt được

giá trị cực đại 32.767 và ngừng

đếm lùi khi C-word Cxx đạt

được giá trị cực đại -32.768.

CTUD Reset khi đầu vào R có

giá trị logic bằng 1.

 Sử dụng bộ đếm CTU:

C40

I0.0

CTU

I0.1

LAD STL

LD I0.0 LD I0.1 CTU C40, +5

NHÓM THỰC HIỆN

Giản đồ thời gian:

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 10. Giản đồ thời gian bộ đếm CTU.

 Sử dụng bộ đếm CTUD:

LAD STL

LD I0.0 LD I0.1 LD I0.2 CTUD C48, +5

NHÓM THỰC HIỆN

Giản đồ thời gian:

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

I0.0 (CU)

I0.1 (CD)

I0.2 6

5 5

0 0 C48 (word) current

C48 (bit)

Hình 11. Giản đồ thời gian lệnh CTUD

2. CÁC LỆNH NÂNG CAO a. Các lệnh so sánh.

Khi lập trình, nếu các quyết định về điều khiển được thực hiện dựa trên kết

quả của việc so sánh thì có thể sử dụng lệnh so sánh theo byte, Word hay Dword của

S7-200.

Những lệnh so sánh thường là: so sánh nhỏ hơn hoặc bằng (<=); so sánh bằng

(= =) và so sánh lớn hơn hoặc bằng (>=).

Khi so sánh giá trị của byte thì không cần thiết phải để ý đến dấu của toán

hạng, ngược lại khi so sánh các từ hay từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán

hạng là bit cao nhất trong từ hoặc từ kép.

Trong STL những lệnh so sánh thực hiện phép so sánh byte, Word hay Dword.

Căn cứ vào kiểu so sánh (<=, = =, >=), kết quả của phép so sánh có giá trị bằng 0 (nếu

đúng) hoặc bằng 1 (nếu sai) nên nó có thể được kết hợp cùng các lệnh LD, A, O. Để

tạo ra được các phép so sánh mà S7-200 không có lệnh so sánh tương ứng (như so

sánh không bằng nhau <>, so sánh nhỏ hơn <, hoặc so sánh lớn hơn >) ta có thể kết

NHÓM THỰC HIỆN

hợp lệnh NOT với các lệnh đã có (= =, >=, <=).

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Nhóm lệnh so sánh : LAD Mô tả Toán hạng

Tiếp điểm đóng khi n1= n2 B = byte n1, n2 (byte): VB, IB, QB, MB, SMB,AC, Const, *VD, *AC

I = Integer = Word D = Double Integer

R = Real

Tiếp điểm đóng khi n1>= n2

n1, n2 (Word): VW, T, C, QW, MW, SMW, AC, B = byte

AIW, hằng số, *VD, *AC

I = Integer = Word D = Double Integer

R = Real

Tiếp điểm đóng khi n1<= n2

n1, n2 (Dword): VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC, B = byte

hằng số, *VD, *AC

I = Integer = Word

D = Double Integer

NHÓM THỰC HIỆN

R = Real

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

b. Lệnh về cổng logic.

Ngoài những lệnh ghép nối tiếp, song song và tổng hợp các tiếp điểm thì tập

lệnh của S7-200 còn cung cấp các cổng logic AND, OR, EXOR thực hiện đối với byte

(8 bit hay 8 tiếp điểm), Word (16 bit hay 16 tiếp điểm) và Double Word (32 bit hay 32

tiếp điểm). Sau đây là chi tiết của từng cổng:

 Lệnh AND byte :

Dạng LAD Dạng STL

ANDB VB0, VB1

Lệnh thực hiện phép AND từng bit của hai byte ngõ vào IN1 và IN2, kết quả

được ghi vào một byte ở ngõ ra OUT, địa ngõ ra có thể giống ngõ vào.

Toán hạng trong câu lệnh thuộc một trong các vùng địa chỉ sau:

IN1: VB, T, C, IB, QB, SMB, AC, Const

IN2: VB, T, C, IB, QB, SMB, AC

Ví dụ:

1 0 0 0 1 1 1 0 AND VB10 VB20 0 0 1 1 0 1 1 1 Kết quả

0 0 0 0 0 1 1 0 VB20

 Lệnh AND word:

Lệnh thực hiện phép AND thừng bit của hai Word ngõ vào IN1 và IN2, kết

quả được ghi vào 1 Word ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể khác ngõ vào.

Toán hạng trong câu lệnh thuộc một trong các vùng địa chỉ sau:

IN1: VW, T, C, IW, SMW, AC, Const

IN2: VW, T, C, IW, QW, SMW, AC

NHÓM THỰC HIỆN

Dạng LAD Dạng STL

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

ANDW VW0, VW1

1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1

Ví dụ: VW10 AND VW12 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1

Kết quả VW12 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1

 Lệnh AND dword :

Dạng LAD Dạng STL

ORB VB0, VB1

 Lệnh OR byte.

Dạng STL Dạng LAD

ORB VB0, VB1

Lệnh thực hiện phép OR từng bit của hai byte ngõ vào IN1, IN2, kết quả thu được ghi vào 1 byte ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể khác ngõ vào. Toán hạng trong câu lệnh thuộc một trong các vùng địa chỉ sau:

IN1: VB, T, C, IB, QB, SMB, AC, Const

IN2: VB, T, C, IB, QB, SMB, AC

NHÓM THỰC HIỆN

Ví dụ:

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

1 0 0 0 1 1 1 0

0 0 1 1 0 1 1 1

1 0 1 1 1 1 1 1 VD10 OR VD20 Kết quả VD20

 Lệnh OR word:

WOR_W

Dạng LAD Dạng STL

VW0

IN1

IN2

VW2

OUT

ORW VW0, VW2

 Lệnh OR Double word:

WOR_DW

Dạng LAD Dạng STL

VD0

IN1

IN2

VD4

OUT

ORDW VD0, VD4

c. Các lệnh di chuyển nội dung ô nhớ:

Các lệnh di chuyển thực hiện việc di chuyển hoặc sao chép số liệu từ vùng này

sang vùng khác trong bộ nhớ. Trong LAD và STL lệnh dịch chuyển thực hiện việc di

chuyển hay sao chép nội dung 1 byte, 1 từ đơn, hoặc 1 từ kép từ vùng này sang vùng

khác trong bộ nhớ. Lệnh trao đổi nội dung của 2 byte trong một từ đơn thực hiện việc

chuyển nội dung của byte thấp sang byte cao và ngược lại chuyển nội dung của byte

cao sang byte thấp của từ đó.

 MOV_B.

Dạng LAD Dạng STL

MOVB VB0, VB0

Lệnh sao chép nội dung của byte ở địa chỉ ngõ vào IN sang byte có địa chỉ ở

NHÓM THỰC HIỆN

ngõ ra OUT. Địa chỉ của byte ngõ vào IN và địa chỉ byte ngõ ra OUT có thể giống

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

nhau, thuộc các vùng sau:

IN: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, Const

OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, Const

Ví dụ:

LAD STL

IO.0

LD I0.0

MOV_B EN

MOVB 0,VB0

OUT

VB0

LD I0.1

IO.1

MOV_B EN

OUT

VB0

MOVB 12,VB0

Giải thích:

Nếu tiếp điểm I0.0 đóng thì lấy giá trị 0 ghi vào byte VB0 (xóa VB0)

Tiếp theo đóng tiếp điểm I0.1 thì lấy số 12 ghi vào VB0. Kết quả địa chỉ byte

VB0 có giá trị bằng 12 (nhị phân).

 MOV_W.

Dạng LAD Dạng STL

MOVW VW0, VW0

Lệnh sao chép nội dung của Word ở địa chỉ ngõ vào IN sang Word có

địa chỉ ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể giống ngõ vào, nằm trong các vùng

IN: VW, IW, QW, MW, SMW, AC, Const

OUT: VW, IW, QW, MW, SMW, AC

 MOV_DW.

NHÓM THỰC HIỆN

Dạng LAD Dạng STL

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

MOVDW VD0, VD0

Lệnh sao chép nội dung của Dword ở địa chỉ ngõ vào IN sang Dword có

địa chỉ ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể giống ngõ vào, nằm trong các vùng

IN: VDW, IDW, QDW, MDWW, SMD, AC, Const

OUT: VDW, IDW, QDW, MDW, SMDW, AC.

 MOV_R: (dịch chuyển số thực).

Dạng LAD Dạng STL

MOVR VD0, VD0

Lệnh sao chép nội dung của số thực chứa trong Double Word có địa chỉ ở ngõ

vào IN sang Double Word có địa chỉ ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể khác ngõ

vào, thường nằm trong các vùng sau:

IN: VR, IR, QR, MR, SMR, AC, Const

OUT: VR, IR, QR, MR, SMR, AC

Khi dữ liệu ghi vào trong các địa chỉ này theo nguyên tắc sau:

Phần nguyên ghi vào Word thấp

Phần thập phân ghi vào Word cao

Ví dụ:

LAD STL

IO.0

LD I0.0

MOV_R EN

MOVR 0.0,VD0

0.0000000

OUT

VD0

LD I0.1

IO.1

MOV_R EN

30.20000

OUT

VD0

NHÓM THỰC HIỆN

MOVR 30.2,VD0

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Tiếp điểm I0.0 đóng thì xóa Double Word 0 (VD0), tiếp điểm I0.1 đóng thì

ghi số thực 30.2 vào Double Word (VD0), kết quả như sau:

d. Lệnh chuyển đổi dữ liệu

 Lệnh chuyển đổi số nguyên hệ thập lục phân sang Led 7 đoạn.

Dạng LAD Dạng STL

SEG VB0, VB0

Lệnh này có tác dụng chuyển đổi các số trong hệ thập lục phân từ 0 đến F (

dạng nhị phân) chứa trong 4 bit thấp của byte có địa chỉ ở ngõ vào IN thành giá trị bit

chứa trong 8 bit của byte có địa chỉ ở ngõ ra OUT tương ứng với thanh led 7 đoạn

CK, địa chỉ ngõ ra có thể giống ngõ vào, nằm trong những vùng sau:

IN: VB,IB, QB, MB, SMB, SC, Const

OUT: VB, IB, AB, MB, SMB, AC

Ví dụ:

Dạng LAD Dạng STL

LD I0.0

MOVW +3, VW0

LD I0.1

NHÓM THỰC HIỆN

SEG VB0, AC0

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Khi tiếp điểm I0.0 đóng thì số 3 được ghi vào VW0, tiếp điểm I0.1 đóng thì

giá trị chứa trong 4 bit thấp của byte VB0 chuyển thành 8 bit chứa trong thanh ghi

AC0.

 Lệnh chuyển đổi số mã BCD sang số nguyên.

BCD_I

Dạng LAD Dạng STL

VW0

OUT

BCDI VW0

Lệnh này thực hiện phép biến đổi một số dạng mã BCD 16 bit chứa trong

Word có địa chỉ ở ngõ vào IN sang số nguyên nhị phân 16 bit chứa trong Word có địa

chỉ ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể giống ngõ vào, thường nằm trong trong các

vùng sau:

IN : VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, Const

OUT : VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC.

 Lệnh chuyển đổi số nguyên sang mã BCD.

I_BCD

Dạng LAD Dạng STL

OUT

VW0

IBCD VW0

Lệnh này thực hiện phép biến đổi một số số nguyên dạng nhị phân 16 bit chứa

trong Word có địa chỉ ở ngõ vào IN sang mã BCD 16 bit chứa trong Word có địa chỉ

ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể giống ngõ vào, thường nằm trong trong các vùng

NHÓM THỰC HIỆN

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

IN : VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, Const

OUT : VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC.

 Lệnh lấy giá trị nghịch đảo.

Dạng LAD Dạng STL

Giá trị byte

INVB VB0

INV_W

Giá trị Word

VD0

OUT

VD0

INVW VW0

Giá trị Double Word

INVD VD0

Lệnh có tác dụng đảo giá trị từng bit của toán hạng DW có địa chỉ ngõ vào IN

rồi ghi kết quả vào Dword có địa chỉ ở ngõ ra OUT. Lệnh này còn được gọi là lệnh

lấy giá trị bù của một số.

Ví dụ: 0 0 0 0 0 1 1 1 INVB VB10 VB10 1 1 1 1 1 0 0 0

e. Lệnh tăng giảm một đơn vị.

 Lệnh cộng số nguyên 1 vào nội dung byte, Word, Double Word.

Dạng LAD Dạng STL

NHÓM THỰC HIỆN

INCB VB0

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

INCW VW0

INCD VD0

Những lệnh này có tác dụng cộng số nguyên 1 với nội dụng byte, Word,

Double Word có địa chỉ ở ngõ vào IN, kết quả được ghi vào byte, Word, Double

Word có địa chỉ ở ngõ ra OUT. Ngõ vào IN và ngõ ra OUT có thể cùng địa chỉ. Lệnh

này có sử dụng các bit nhớ đặc biệt SM1.0, SM1.1, SM1.2 để báo trạng thái kết quả

phép tính theo nguyên tắc sau:

Kết quả tính SM 1.0 SM 1.1 SM 1.2

= 0 1

Số âm 1

> byte 1

 Lệnh trừ số nguyên 1 vào nội dung byte, Word, Double Word.

Dạng LAD Dạng STL

DECB VB0

NHÓM THỰC HIỆN

DECW VW0

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

DECD VD0

Những lệnh này có tác dụng lấy nội dụng byte, Word, Double Word có địa chỉ

ở ngõ vào IN trừ đi 1đơn vị, kết quả được ghi vào byte, Word, Double Word có địa

chỉ ở ngõ ra OUT. Ngõ vào IN và ngõ ra OUT có thể cùng địa chỉ. Lệnh này có sử

dụng các bit nhớ đặc biệt SM1.0, SM1.1, SM1.2 để báo trạng thái kết quả phép tính

theo nguyên tắc sau:

Kết quả tính SM 1.0 SM 1.1 SM 1.2

= 0 1

Số âm 1

> byte 1

f. Các lệnh số học

 Lệnh cộng số nguyên 16 bit.

ADD_I

Dạng LAD Dạng STL

VW0

IN1

OUT

VW2

IN2

VW2

+I VW0, VW2

Lệnh thực hiện cộng các số nguyên 16 bit IN1 và IN2, kết quả là số nguyên 16

bit được ghi vào OUT, IN1 + IN2 =OUT, ngõ vào IN1, IN2 và ngõ ra VW2 có thể

cùng địa chỉ, thuộc các vùng nhớ sau:

IN1,IN2: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, Const

OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW

 Lệnh trừ số nguyên 16 bit.

NHÓM THỰC HIỆN

Dạng LAD Dạng STL

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

-I VW0, VW2

Lệnh thực hiện phép trừ các số nguyên 16 bit IN1 và IN2, kết quả là số

nguyên 16 bit được ghi vào OUT, IN1 - IN2 =OUT, ngõ vào IN1, IN2 và ngõ ra VW2

có thể cùng địa chỉ, thuộc các vùng nhớ sau:

IN1, IN2: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, Const

OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW

 Lệnh nhân số nguyên 16 bit.

Dạng LAD Dạng STL

MUL VW0, VW2

Lệnh này thực hiện phép nhân 2 số nguyên 16 bit IN1, IN2. Kết quả 32 bit

chứa trong từ kép OUT (4 byte).

 Lệnh chia số nguyên 16 bit.

Dạng LAD Dạng STL

DIV VW0, VW2

Lệnh này thực hiện phép chia số nguyên 16 bit IN1 cho số nguyên 16 bit IN2.

Kết quả 32 bit chứa trong từ kép OUT (4 byte) gồm thương số ghi trong mảng 16 bit

từ bit 0 đến bit 15 và phần dư cũng 16 bit ghi trong mảng từ bit 16 đến bit 32. Trong

lệnh này có sử dụng các bít nhớ đặc biệt để báo trạng thái:

Kết quả tính SM1.0 SM1.1 SM1.2 SM1.3

NHÓM THỰC HIỆN

= 0 1

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Báo tràn 1

Số âm 1

Mẫu = 0 1

g. Lệnh truy cập đồng hồ thời gian thực.

Trong thiết bị lập trình S7-200 từ CPU 214 trở đi thì trong CPU có một đồng

hồ ghi giá trị thời gian thực gồm các thông số về năm, tháng, giờ, phút, giây và ngày

trong tuần.

Đồng hồ được cấp điện liên tục bởi nguồn Pin 3V.

Khi thực hiện lập trình cho các hệ thống tự động điều khiển cần cập nhật giá

trị đồng hồ thời gian này ta phải thông qua 2 lệnh sau:

 Lệnh đọc:

READ_RTC

Dạng LAD Dạng STL

VB0

TODR VB0

Lệnh này đọc nội dung của đồng hồ thời gian thực rồi chuyển sang mã BCD

và lưu vào bộ đệm 8 byte liên tiếp nhau theo thứ tự như sau:

Byte 0 Năm ( 0 – 99) Byte 4 Phút ( 0 – 59)

Byte 1 Tháng ( 1 – 12) Byte 5 Giây (0 – 59)

Byte 2 Ngày ( 1 – 31) Byte 6 Không sử dụng

Byte 3 Giờ ( 0 – 23) Byte 7 Ngày trong tuần (1 - 7)

Trong đó byte đầu tiên được chỉ định bởi toán hạng T trong câu lệnh, byte 7

chỉ sử dụng 4 bit thấp để lưu giá trị các ngày trong tuần.

 Lệnh ghi:

SET_RTC

Dạng LAD Dạng STL

VB0

NHÓM THỰC HIỆN

TODW VB0

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Lệnh này có tác dụng ghi nội dung của bộ đệm 8 byte với byte đầu tiên được

chỉ định trong toán hạng T vào đồng hồ thời gian thực. Trong đó T thuộc một trong

những vùng nhớ sau: VB, IB, QB, MB, SMB.

Nếu cần chỉnh sử các thông số về năm, tháng, ngày, giờ, phút, giây, ngày

trong tuần thì điều chỉnh các byte như sau:

T Byte 0 Năm ( 0 – 99)

T + 1 Byte 1 Tháng ( 1 – 12)

T + 2 Byte 2 Ngày ( 1 – 31)

T + 3 Byte 3 Giờ ( 0 – 23)

T + 4 Byte 4 Phút ( 0 – 59)

T + 5 Byte 5 Giây (0 – 59)

T + 6 Byte 6 Không sử dụng

NHÓM THỰC HIỆN

T + 7 Byte 7 Ngày trong tuần (1 - 7)

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

CHƯƠNG BỐN: PHẦN MỀN LẬP TRÌNH PLC S7-200

1. PHẦN MỀN CÀI ĐẶT Step 7 Micro Win V4.0 Các yêu cầu về phần cứng và phần mềm:

- Bộ vi xử lý và bộ nhớ: Máy vi tính với CPU 80586 hoặc Version ít nhất

64MB, hoặc thiết bị lập trình của Siemens (như PG740).

- Hệ điều hành: Microsoft Windows 95, Windows 98,…,Windows NT4.0.

- Vùng đĩa cứng tối thiểu 40 MB trên ổ đĩa có Windows, với tối thiểu

trống 80MB.

- Màn hình VGA có hỗ trợ của Microsoft Windows và có độ phân giải tối

thiểu 800x600 Pixel.

Một trong các bộ thiết bị sau:

- Cáp PC/PPI được nối với các cổng truyền thông ( PC COM1 hoặc

COM2).

- Card CP ( Communication Processor: xử lý truyền thông ) và cáp MPI (

Multipoint Interface: giao tiếp đa điểm ).

- Card MPI ( có cáp truyền thông cùng với card MPI ).

Phần lớn các đĩa gốc của Step7 đều có khả năng tự cài đặt chương trình

(Autorun). Bởi vậy chỉ cần cho đĩa vào ổ CD và thực hiện theo đúng chỉ dẫn hiện trên

màn hình. Ta có thể chủ động thực hiện việc cài đặt bằng cách gọi chương trình

Setup.exe có trên đĩa. Công việc cài đặt, về cơ bản không khác nhiều so với việc cài

đặt các phần mềm ứng dụng khác, tức là cũng bắt đầu bằng việc chọn ngôn ngữ cài

đặt (mặc định là tiếng Anh), chọn thư mục đặt trên ổ cứng (mặc định là C:\Program

File/Simens), kiểm tra dung tích còn lại trên ổ cứng, chọn ngôn ngữ sẽ được sử dụng

NHÓM THỰC HIỆN

trong quá trình làm việc với Step7 sau này.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 12. Chọn loại ngôn ngữ cài đặt

Sau khi chọn ngôn ngữ xong chọn Ok, chương trình sẽ kiểm tra và trên màn

hình xuất hiện như sau:

Hình 13. Kiểm tra chuẩn bị cài đặt

Khi cài đặt Step 7- Micro/Win nên đóng tất cả các ứng dụng khác, hoặc khi

màn hình xuất hiện hộp thoại sau thì phải lập tức đóng ứng dụng để cài đặt đúng. Sau

NHÓM THỰC HIỆN

đó nhấp Next để tiếp tục việc cài đặt.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 14. Quá trình cài đặt bắt đầu

Hộp thoại xuất hiện thông báo về phần mềm nếu chấp nhận cài đặt chọn Yes.

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 15. Các điều khoản của chương trình

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Khi đó hộp thoại xuất hiện hỏi chúng ta muốn cài chương trình ở đâu, mặc

định ở ổ đĩa C:\Program File. Nếu muốn thay đổi chọn nút Browse, nếu không chọn

Next để tiếp tục.

Hình 16. Chọn ổ đĩa cần cài đặt

Sau đó chương trình sẽ chạy các file để hoàn thiện việc cài đặt chương trình.

Hình 17. Chạy các File cài đặt

Trong quá trình cài đặt chương trình sẽ yêu cầu chọn loại cáp truyền thông,

NHÓM THỰC HIỆN

mặc định là cáp PC/PPI, nếu đồng ý chọn Ok.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 18. Chọn loại cáp truyền thông

Kết thúc quá trình cài đặt sẽ xuất hiện thoại yêu cầu Restart máy tính để hoàn

tất, chọn Finish.

Hình 19. Kết thúc quá trình cài đặt, Restar lại máy tính

2. CÁCH SỪ DỤNG PHẦN MỀN Step 7 Micro Win.

Step7 MicroWin 3.2 hoặc 4.0 là phần mềm dùng để lập trình cho PLC S7-200.

a. Khởi động:

NHÓM THỰC HIỆN

Cách 1: Vào Start/Simatic/Step 7 Micro Win 4.0

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 20. Cách khởi động chương trình

Cách 2: Double Click vào biểu tượng Step 7 Micro Win 4.0

Sau khi khởi động xong trên màn hình xuất hiện giao diện như hình sau:

Menu chương trình Thanh Tasbar Thanh công cụ

Vùng soạn thảo chương trình

NHÓM THỰC HIỆN

Vùng hiển thị trạng thái chương trình Cây lệnh của chương trình Chương trình chính(main), con(sbr) , ngắt(int)

Hình 21. Các thành phần cơ bản của chương trình Step 7 Micro Win 4.0 47

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Các mục chương trình :

Program Block (khối chương trình) được tạo từ mã thực thi và chú

thích. Mã thực thi gồm một chương trình chính (Main) và một số chương trình con

(SBR) hoặc chương trình phục vụ ngắt (INT). Mã này sẽ được biên dịch và chép

xuống PLC, còn chú thích chương trình thì vẫn giữ nguyên trên máy tính.

Symbol Table (bảng ký hiệu) là phương tiện cho phép người lập

trình sử dụng định địa chỉ theo ký hiệu (Symbolic Addressing). Các ký hiệu đôi khi

thuận tiện hơn cho người lập trình và làm cho dễ theo dõi logic chương trình. Chương

trình đã được biên dịch khi chép vào PLC sẽ đổi tất cả các ký hiệu thành các địa chỉ

tuyệt đối.

Status Chart (bảng trạng thái) thể hiện trạng thái các ngõ vào ra,

thông tin bảng ký hiệu không được chép vào PLC.

Data Block (khối dữ liệu) được tạo từ dữ liệu (các trị bộ nhớ ban

đầu, các hằng số) và chú thích. Dữ liệu được biên dịch và được chép vào PLC, còn

chú thích thì không.

System Block (khối hệ thống) bao gồm thông tin cấu hình như các

truyền thông, các dãy dữ liệu lưu trữ (Retentive Rages), các bộ lọc ngõ vào Analog

(tương tự ) và Digital (số), các giá trị xuất khi chuyển tiếp STOP và thông tin mật

khẩu. Thông tin khối hệ thống được chép vào PLC.

Communications (truyền thông) dùng để thiết lập truyền thông

giữa các PLC với nhau hoặc giữa PC và PLC.

NHÓM THỰC HIỆN

Set PG/PC Interace dùng để thiết lập loại cáp truyền thông.

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

b. Soạn thảo chương trình. Cách 1: Chọn File/New

Cách 2: Chọn biểu tượng New Projectc trên cửa sổ chính

Tạo project mới

Read CPU type nếu đã nối giữa máy tính và PLC để phần mềm tự xác lập loại

CPU đang giap tiếp.

Sau đó vào màn hình soạn thảo chương trình.

Step7 Micro Win cho phép chứa nhiều Netword (tối đa 100 đối với Step7

MicroWin 3.2 ). Mỗi một Netword tương đương một câu lệnh, nếu tồn tại 2 câu lệnh

trở lên thì chương trình sẽ báo lỗi khi biên dịch.

Ta có thể dùng chuột kéo hoặc Double Click để chọn các biểu tượng lệnh

trong cây lệnh bên trái và đặt chúng vào các vị trí trong Netword mong muốn , sau đó

ghi địa chỉ cho lệnh.

Hình 22. Cách viết chương trình bằng ngôn ngữ LAD

Khi đưa một lệnh vào LAD thì ban đầu các tham số được biểu diễn bằng các

dấu chấm hỏi giống như ( ??.? ). Các dấu chấm hỏi chỉ tham số chưa được gán. Ta có

thể gán một hằng số hoặc địa chỉ biến, ký hiệu hay tuyệt đối cho tham số. Chương

trình sẽ không được biên dịch đúng nếu còn tham số nào đó chưa được gán.

Ta có thể định nghĩa địa chỉ cho ký hiệu qua Symbol Table hay Click chuột

NHÓM THỰC HIỆN

phải vào phần tử mong muốn và chọn Define Symbol.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 21. Định địa chỉ cho tham số  Lưu ý:

- Mỗi lệnh phải được gắn trực tiếp vào đường bên trái.

- Khi con trỏ (hình ô vuông) ở vị trí nào thì khi truy xuất thì các toán hạng

sẽ đặt tại vị trí đó.

c. Lưu chương trình Vào File/Save hoặc biểu tượng Save Project (Ctrl +S) trên thanh công cụ, nếu

là lưu lần đầu tiên.(tập tin có đuôi là .mwp [ Micro Win Project] )

Lưu Project với tên khác: File/Save as/đặt tên mới/Ok.

Mặc định chương trình sẽ được lưu vào ổ C (hình sau).

Muốn lưu nơi khác thì chọn ổ đĩa cần lưu, nơi lưu, rồi chọn Save.

Hình 23. Lưu chương trình

d. Mở chương trình có sẳn Chọn Menu File/Open/Chọn Project cần mở

Hoặc chọn biểu tượng open trên thanh công cụ hay Ctrl + O.

Chọn ổ đĩa nơi có chương trình cần mở, chọn Project cần mở, cuối cùng chọn

NHÓM THỰC HIỆN

Open.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Mở chương trình có sẵn

Chọn nơi cần mở

Hình 24. Mở chương trình có sẵn

e. Nạp chương trình vào PLC

Vào File/Download/Ok hoặc chọn biểu tượng Download trên thanh công cụ.

Sau khi soạn thảo xong ta tiến hành chạy chương trình. Đầu tiên ta biên dịch

chương trình bằng cách sử dụng thanh công cụ hoặc menu PLC:

- Sử dụng PLC Compile hoặc PLC Compile All

- Compile cho phép biên dịch một thành phần của

project, cửa sổ Program Editor hoặc Data Blok hiện

hành sẽ được biên dịch còn các cửa sổ khác thì không.

- Compile all biên dịch tất cả Program Editor, System Block, Data

Block.

Kiểm tra xem PLC có đang ở trạng thái Stop không. Nếu không ở chế độ Stop

thì click vào biểu tượng STOP trên chương trình. Click chuột vào biểu tượng

Dowload trên Tasbar để bắt đầu nạp chương trình vào PLC. Nếu ta chưa biên dịch thì

NHÓM THỰC HIỆN

Micro Win sẽ biên dịch trước khi Dowload xuống PLC, khi biên dịch mà có lỗi sẽ

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

không Dowload được. GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Nạp chương trình vào PLC

Chương trình sẽ kiểm tra nếu không có lỗi sẽ bắt đầu nạp vào PLC. Hộp thoại

xuất hiện hỏi chúng ta muốn Download hay không, chọn Dowload.

Hình 25. Download chương trình

Sau khi hoàn thành sẽ xuất hiện hộp thoại báo đã thành công và hỏi chúng ta

có Run hay không. Muốn chạy chương trình chọn OK.

Các chương trình nạp vào PLC sẽ được xếp chồng

lên nhau, vì vậy để chắc chắn trước khi nạp chương trình

mới ta phải xóa chương trình trước đó bằng cách vào

PLC/Clear. Sau đó bắt đầu nạp chương trình mới.

f. Chạy chương trình

Vào menu PLC/Run/Ok hoặc biểu tượng Run trên thanh công cụ.

NHÓM THỰC HIỆN

Điều khiển các ngõ vào I0.0… để thấy hoạt động của chương trình.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Chạy chương trình

Hình 26. Chạy chương trình

g. Dừng chương trình

Vào menu PLC/Stop/Ok hoặc biểu tượng Stop trên thanh công cụ.

Dừng chương trình

Hình 27. Dừng chương trình

h. Hiển thị các chương trình Ladder

Vào Menu Debug/Start Program Status hoặc chọn biểu tượng trên thanh công

cụ. Ta chỉ xem được trạng thái chương trình khi PLC đang chạy (Run).

Hình 28. Hiển thị trạng thái chương trình

i. Đọc chương trình của PLC

Chúng ta có thể Upload chương trình của PLC bằng cách vào File/Upload/ Ok

/Yes, hoặc chọn biểu tượng Upload trên thanh công cụ.

Hình 29. Upload chương trình PLC

NHÓM THỰC HIỆN

Hộp thoại xuất hiện yêu cầu xác nhận là chúng ta muốn Upload chương trình.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 30. Xác nhận Upload chương trình

Màn hình hiển thị Upload Successful mới thành công.

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 31. Upload chương trình.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

CHƯƠNG NĂM: PHẦN MỀN MÔ PHỎNG PLC S7-200

1. GIỚI THIỆU.

S7-200 Simulator 2.0 Ing English là một

trong những phần mềm dùng để mô phỏng hoạt

động của PLC sau khi được nạp chương trình.

Chúng ta có thể mô phỏng chương trình đã viết

bằng cách sử dụng phần mềm này mà không cần

đến PLC. Để chạy mô phỏng, ta chỉ cần thực thi

File S7-200.exe, sau khi khởi động ta được giao

diện như hình bên:

Đèn báo trạng thái ngõ ra

Trạng thái chương trình Đèn báo trạng thái hoạt động CPU Loại CPU đang mô phỏng

Tên Project đang mở Modules mở rộng

Các tiếp điểm ngõ vào (nút nhấn) Đèn báo trạng thái ngõ vào

Hình 32. Giao diện của S7-200 Simulator 2.0 Ing English

2. TRÌNH TỰ THỰC HIỆN KHI MÔ PHỎNG - Viết chương trình bằng phần mềm Step 7 Micro Win

NHÓM THỰC HIỆN

- Biên dịch chương trình: File/Export

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

- Đặt tên tập tin và chọn Save (*.awl)

- Khởi động phần mềm mô phỏng S7-200.exe

- Chọn loại CPU: Configuration /CPU Type/Chọn loại CPU cần mô phỏng

- Mở File cần mô phỏng: Program/Load Program/ Chọn Accept/Chọn file *.awl

- Chạy mô phỏng: PLC / Run hoặc biểu tượng Run trên thanh công cụ

- Thay đổi trạng thái ngõ vào bằng các công tắc trên bảng điều khiển màu xanh

- Quan sát các đèn báo trạng thái ngõ vào ra trên PLC.

- Dừng chương trình: PLC / Stop hoặc biểu tương Stop trên thanh công cụ

Một số hình ảnh minh họa khi mô phỏng: Ở đây chúng ta mô phỏng chương

trình đèn giao thông đơn giản.

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 33. Viết chương trình bằng phần mềm Step 7 Micro Win

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 34. Hình Biên dịch chương trình: File/Export

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 35. Đặt tên tập tin và chọn Save (*.awl)

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 36. Chọn loại CPU cần mô phỏng

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 37. Mở File cần mô phỏng *.awl.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 38. Chạy mô phỏng chương trình PLC

Đèn báo trạng thái Chương trình dạng LAD

Chương trình dạng STL

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 39. Quan sát các đèn báo trạng thái ngõ vào ra trên PLC

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 40. Dừng chương trình PLC

* Nếu chương trình dài đòi hỏi nhiều modun mở rộng thì double click vào

Module mở rộng, sau đó chọn loại mong muốn, chọn Accept.

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 41. Module mở rộng.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

CHƯƠNG SÁU: ỨNG DỤNG PLC S7-200 TRONG MÔ HÌNH THANG MÁY

1. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH

a. Mô tả mô hình Hình ảnh mô hình tương tự như sau :

Động cơ năng hạ buồng thang Khung nhôm

Cáp chịu lực

TẦNG 3 Đèn báo tầng

Nút nhấn gọi tầng

TẦNG 2

TẦNG 1

Buồng thang máy Loại một cửa.

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 42. Mô hình thang máy

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

b. Các phần tử vật lý trong mô hình.  Công tắc hành trình các tầng. Gồm có 3 công tắc hành trình cho các tầng: - Tầng 1 ( một công tắc ) đặt ở vị trí dưới cùng lồng thang mục đích là giới hạn động cơ hạ xuống và báo đến tầng 1, - Tầng 2 ( một công tắc ) đặt ở giữa lòng tầng 2. Mục đích để báo buồng thang đến vị trí tầng 2, - Tầng 3 ( một công tắc ) đặt ở vị trí trên cùng lồng thang. Mục đích giới hạn động cơ kéo buồng lên và báo buồng thang đến vị trí tầng 3.

 Công tắc hành trình đóng mở cửa. Gồm có 2 công tắc hành trình giới hạn hai bên cửa:

- Bên trái là giới hạn cửa đóng, - Bên phải là giới hạn cửa mở.

 Động cơ năng hạ buồng thang. Gồm 1 động cơ DC 24V: - Để năng buồng thang cho động cơ quay thuận và dùng Rơlay cấp nguồn thuận để điều khiển. - Để hạ buồng thang cho động cơ quay nghịch và dùng Rơlay cấp nguồn nghịch để điều khiển.

 Động cơ đóng mở cửa. Gồm 1 động cơ DC 24V: - Để đóng cửa buồng thang cho động cơ quay thuận và dùng Rơlay cấp nguồn thuận để điều khiển. - Để mở cửa buồng thang cho động cơ quay nghịch và dùng Rơlay cấp nguồn nghịch để điều khiển.

 Các Rơlay hổ trợ điều khiển Gồm 4 Rơlay điều khiển chủ yếu là để cấp nguồn thuận nghịch cho động cơ.

- Bộ 2 Rơlay dùng cho động cơ năng hạ buồng thang. - Bộ 2 Rơlay dùng cho động cơ đóng mở cửa buồng.

 Các đèn báo tầng Gồm 3 đèn báo tầng mổi tầng một đèn báo.

2. MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH. Mô hình được hoạt động như sau :

NHÓM THỰC HIỆN

- Ấn vào nút tầng nào thì buồng thang đi đến tầng đó. - Khi buồng thang đến tầng được gọi thì dừng đồng thời đèn tầng đó sẽ sáng lên, sau 2 giây thì cửa mở - mở xong thì 3 giây sau đóng cửa lại. Rồi buồng thang nằm yên, khi ấn nút gọi tầng thì buồng đi đến tầng được gọi và lập lại chu kì trên. - Khi buồng thang đang đứng yên ở tầng nào mà ấn nút tầng ở đó thì 2 giây cửa mở và 3 giây đóng cửa và nằm yên đó.

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

3. QUY ƯỚC CÁC NGỎ RA – VÀO KHI KẾT NỐI PLC. a. Ngỏ ra : 3 đèn báo tầng, 4 Rơlay điều khiển kéo thang và đóng mở cửa.

 Khi buồng thang đến và dừng ở tầng thì đèn tầng đó sáng.

Q1 : Đèn báo tầng 1 Q2 : Đèn báo tầng 2 Q3 : Đèn báo tầng 3

 Rơlay điều khiển 2 motor 24VDC. Q4 : Rơlay kéo buồng thang lên (MT 1).

Q5 : Rơlay hạ buồng thang xuống (MT 1). Q6 : Rơlay đóng cửa buồng (MT 2). Q7 : Rơlay mở cửa buồng (MT 2).

b. Ngỏ vào : 5 công tắc hành trình, 4 nút nhấn gọi tầng.  Nút nhấn gọi tầng.

I1 : Nút nhấn tầng 1 ( gọi thang xuống ). I2 : Nút nhấn tầng 2 ( gọi thang xuống ). I3 : Nút nhấn tầng 2 ( gọi thang lên ). I4 : Nút nhấn tầng 3 ( gọi thang lên ).

 Công tắc hành trình. - Giới hạn cửa đóng – mở trong buồng thang.

I5 : Giới hạn cửa mở. I6 : Giới hạn cửa đóng. - Công tắc hành trình các tầng.

I7 : Công tắc hành trình tầng 1. I1.0 : Công tắc hành trình tầng 2. I1.1 : Công tắc hành trình tầng 3.

4. SƠ ĐỒ MẠCH LẬP TRÌNH TRONG STEP 7. a. Các đèn báo tầng.

NHÓM THỰC HIỆN

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 43. Đèn báo các tầng

NHÓM THỰC HIỆN

b. Kéo thang xuống và kéo thang lên.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

Hình 44. Điều khiển kéo thang lên xuống.

NHÓM THỰC HIỆN

c. Các lệnh điều khiển trung gian khác.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 45. Các lệnh trung gian.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

d. Đóng mở cửa buồng thang

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 46. Đóng mở cửa buồng thang.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

5. CHƯƠNG TRÌNH LẬP TRÌNH.

NHÓM THỰC HIỆN

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

NHÓM THỰC HIỆN

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

NHÓM THỰC HIỆN

Hình 46. Mạch lập trình.

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A PLC S7-200

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình PLC, tài liệu học tập, Đại học Công nghiệp Tp.HCM, lưu hành nội bộ, 2006. 2. Các Website : www.tailieu.vn www.weddien.com 3. Các tài liệu liên quan khác.

NHÓM THỰC HIỆN

GVHD: Nguyễn Đức Toàn Phạm Song Toàn

Nguyễn Văn Thuần Dương Đình Thế