Giáo trình mô đun Điều khiển lập trình PLC

CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG HÀNG HẢI I

GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN:ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

PLC

NGHỀ: ĐIỆN TÀU THỦY

TRÌNH ĐỘ:CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định số.....QĐ/ ngày......tháng........năm....của ...........)

Hải phòng , năm2018

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được

phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham

khảo.

Mọi mục đích khác mang tính lêch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh

doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình “Điều khiển lập trình PLC” được biên soạn trên cơ sở đề cương

chi tiết môn học “Điều khiển lập trình PLC” dùng cho sinh viên các chuyên

ngành điện tàu thủy, Trường Cao đẳng Hàng Hải I..

Giáo trình cung cấp các kiến thức cơ bản về lập trình PLC của hãng

Simen. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách đấu nối của bộ PLC S7-200 và các

bài tập ứng dụng của PLC S7-200. Giáo trình này có thể làm tài liệu cho giảng

viên giảng dạy, học sinh - sinh viên các trường kỹ thuật. Nội dung giáo trình bao

gồm 4 bài

Bài 1. Đại cương về điều khiển lập trình

Bài 2. Các phép toán nhị phân của PLC

Bài 3. PLC của các hãng khác

Bài 4. Lắp đặt mô hình điều khiển bằng PLC

Tác giả xin chân thành cám ơn các đồng nghiệp, giảng viên khoa Điện –

Điện tử Trường Cao Hàng Hải I đã giúp đỡ để hoàn thành giáo trình này. Trong

quá trình biên soạn giáo trình không tránh khỏi thiếu sót và rất mong nhận được

những ý kiến, nhận xét của bạn đọc.

Mọi ý kiến xin được gửi về Khoa Điện. Điện tử trường CĐHHI, số 498 Đà

Nẵng – Đông Hải I – Hải An – Hải Phòng.

Hải Phòng, ngày tháng năm 201

Tham gia biên soạn

Ths. Phạm Thị Dung

3

MỤC LỤC

TT

1

Nội dung

Trang

3

Lời giới thiệu

Mục lục

2

4

3

Danh mục bảng, biểu, hình ảnh

Nội dung

6

4

9

Bài 1 Đại cương về điều khiển lập trình

1. Cấu trúc của 1 PLC

10

15

19

24

28

31

33

35

39

47

52

56

58

59

61

62

63

2. Thiết bị điều khiển lập trình PLC S7-200

3. Xử lý chương trình

4. Kết nối giữa PLC và thiết bị ngoại vi

5. Các bước lập trình cho PLC

6. Cài đặt và sử dụng với phần mềm step 7 Micro/win

Bài 2 Các phép toán nhị phân của PLC

1. Các liên kết logic

2. Các lệnh ghi/ xóa giá trị cho tiếp điểm

3. Timer

4. Counter

Bài 3 PLC của các hãng khác

1. PLC của hãng Omron

2. PLC của hãng Mitsubishi

3. PLC của hãng Simen

4. PLC của hãng Allenbradley

5. PLC của hãng Telemecanique Schneider

Bài 4 Lắp đặt mô hình điều khiển bằng PLC

1. Giới thiệu

2. Cách kết nối dây

3. Các mô hình và bài tập ứng dụng

4

5

Tài liệu tham khảo

70

5

Danh mục hình vẽ

Hình vẽ

Stt

1

Trang

11

Hình 1.1. Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển truyền thống

Hình 1.2. Hệ điều khiển dùng PLC

2

12

3

4

5

Hình 1.3. Cấu trúc của một PLC.

14

19

Hình 1.4. Ghép nối với 1 modul mở rộng

Hình 1.5. Ghép nối với nhiều modul mở rộng

6

7

Hình 1.6. Ghép nối mạng PLC

19

21

Hình 1.7. Cấu trúc của chương một chương trình

8

9

Hình 1.8. Chương trình ví dụ bằng LAD

Hình 1.9. Chương trình dạng STL

22

23

10 Hình 1.10. Chương trình dạng LAD và STL

11 Hình 1.11. Cấu tạo của PLC S7-200.

24

25

Hình 1.12. Kết nối máy tính với CPU qua cổng truyền thông

PPI Sử dụng cáp PC/PPI.

12

26

27

Hình 1.13. Cách kết nối ngõ vào/ra của CPU 214 DC/DC/DC

với nguồn và ngoại vi..

13

14 Hình 2.1. Ngăn xếp trong S7-200.

34

36

15 Hình 2.2. Lệnh SET và RESET trong S7-200.

Hình 2.3. a) Đoạn lệnh sử dụng ngôn ngữ LAD.

b) Giản đồ xung lối ra.

16

37

17 Hình 2.4. Khai báo sử dụng TON

41

45

18 Hình 2.5. Khai báo sử dụng TONR.

19 Hình 2.6. Ảnh hưởng của độ phân giải đến đầu ra của timer.

Hình 2.7. Khắc phục ảnh hưởng của độ phân giải đến đầu ra

của timer.

20

46

6

21 Hình 2.8. Khai báo và sử dụng Counter.

22 Hình 3.1. PLC họ CPM1.

48

52

23 Hình 3.2. Lập trình cho PLC CPM1.

24 Hình 3.3. PLC họ C200 của omron.

25 Hình 3.4. Các PLC họ C200Hα.

26 Hình 3.5. Các PLC họ CS1.

53

54

55

56

57

58

59

27 Hình 3.6. PLC cực nhỏ loại Anpha.

28 Hình 3.7. PLC Mitsubishi FX1n60MR.

29 Hình 3.8. PLC của hãng Siemens.

30 Hình 3.9. PLC của hãng ALLENBRADLEY.

31 Hình 3.10. PLC của hãng SCHNEIDER.

60

32 Hình 4.1. Cấu trúc mô hình điều khiển.

33 Hình 4.2. Cách kết nối với mô hình

61

62

63

34 Hình 4.3. Cách kết nối với các ngõ vào trong mô hình.

Hình 4.4. Cách kết nối ngõ ra 24VDC của PLC với các ngõ

ra trong mô hình.

35

63

Hình 4.5. Cách kết nối các ngõ ra của PLC với các ngõ ra

trong mô hình.

36

63

64

65

37 Hình 4.6. Mô hình điều khiển động cơ sao - tam giác.

Hình 4.7. Mô hình hệ thống điều khiển đảo chiều quay động

cơ

38

Hình 4.8. Mô hình mạch khởi động đổi tốc độ động cơ qua

các cấp điện trở phụ

39

66

40 Hình 4.9. Mô hình đèn giao thông

67

68

41 Hình 4.10. Mô hình hệ thống điều khiển Gara ô tô tự động

7

Danh mục bảng biểu

Bảng

stt

Trang

23

1 Bảng 1.1. Định nghĩa về ngăn xếp.

2 Bảng 2.1. Giới hạn toán hạng của CPU 212 và CPU 214.

3 Bảng 2.2. Các loại Timer của CPU 212 và CPU 214.

4 Bảng 2.3. Các bước khai báo sử dụng Timer.

34

40

41

8

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ĐÀO TẠO ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

Tên mô đun: Điều khiển lập trình PLC

Mã mô đun: MĐ34

Thời gian thực hiện mô đun: 60 giờ; (Lý thuyết 20 giờ; Thực hành, thí

nghiệm. thảo luận, bài tập: 36 giờ; Kiểm tra: 04 giờ)

I. Vị trí, tính chất của mô đun:

- Vị trí: Mô đun được bố trí sau các môn học, mô đun cơ sở ngành, môn học, mô

đun chuyên ngành

- Tính chất: Là mô đun chuyên môn tự chọn

- Ý nghĩa và vai trò của mô đun:

+ Trang bị kiến thức cho người học về PLC của tàu thủy

+ Tạo kỹ năng vận hành, bảo trì sửa chữa hệ thống PLC trên tàu thủy

II. Mục tiêu của mô đun:

- Về kiến thức:

+ Trình bày được cấu trúc, nguyên lý hoạt động, các tập lệnh của thiết bị

điều khiển lập trình PLC, trình tự các bước giải quyết một bài toán ứng dụng sử

dụng thiết bị điều khiển logic lập trình ;

+ Trình bày được quy trình lắp ráp mạch điện.

- Về kỹ năng:

+ Viết và nạp được chương trình để thực hiện được một số bài toán ứng

dụng đơn giản trong công nghiệp;

+ Lắp ráp được mạch điện điều khiển có kết nối PLC;

+ Phân tích được một số chương trình đơn giản, phát hiện sai lỗi và sửa

chữa khắc phục.

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị khi

thực hiện bài tập, phát huy tính chủ động, sáng tạo tiếp thu kiến thức mới của

người học.

III. Nội dung mô đun:

9

BÀI 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH

Mã bài : 6520228.34.01

Giới thiệu

PLC – thiết bị điều khiển logic lập trình, đã du nhập vào Việt nam trên 10

năm và nay đã trở thành khái niệm phổ cập trong lĩnh vực tự động hóa công

nghiệp. Thị trường PLC luôn được coi là thị trường bền vững nhất, với mức tăng

trưởng là 4,6% liên tục từ 2003 đến 2008, và ngày càng phát triển cho đến nay.

Thậm chí khái niệm PLC đã không còn bao hàm là chữ viết tắt của “Điều khiển

logic khả trình nữa”. Khả năng truyền thông, bộ nhớ lớn và tốc độ cao của CPU

đã biến PLC trở thành một sản phẩm tự động hóa tiêu chuẩn. Một thiên đường

mới với PAC (Program Automation Controller) sẽ làm thay đổi bộ mặt của tự

động hóa công nghiệp ở lớp điều khiển.

Mục tiêu

- Trình bày được các ưu điểm của điều khiển lập trình so với các loại điều

khiển khác và các ứng dụng của chúng trong thực tế.

- Trình bày được cấu trúc và nhiệm vụ các khối chức năng của PLC.

- Thực hiện được sự kết nối giữa PLC và các thiết bị ngoại vi.

- Lắp đặt được các thiết bị bảo vệ cho PLC theo yêu cầu kỹ thuật.

- Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận trong công viêc

Nội dung chính

1. Cấu trúc của một PLC

1.1. Định nghĩa về PLC

PLC là chữ viết tắt của chữ tiếng anh Programmable Logic Controller nghĩa là

bộ điều khiển logic lập trình được.

PLC là thiết bị điều khiển có cấu trúc máy tính bao gồm bộ xử lý trung tâm, bộ

nhớ RAM, bộ nhớ ROM dung để nhớ chương trình ứng dụng và các cổng đầu

vào ra.

1.2. Vị trí của PLC trong hệ thống điều khiển

a. Hệ điều khiển truyền thống

10

Khối đầu vào

Khối điều khiển

Khối đầu ra

Động cơ

Van

Rele

Nút ấn

Rơ le

thời gian

TIM

CNT

>=

Công tắc

Bộ đếm

Gia nhiệt

Heater

CT hành

trình

So sánh

Cảm biến

Bản mạch

điện tử

Hình 1.1. Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển truyền thống

Khối đầu vào gồm:

- Nút điều khiển

- Các công tắc

- Các công tắc hành trình đặt tại máy

- Các cảm biến đo lường đặt tại dây chuyền sản xuất

Khối điều khiển bao gồm các phần tử:

- Các loại rơ le

- Các bộ đếm thời gian

- Các bộ so sánh

- Các bản mạch điện tử

Khối đầu ra bao gồm:

- Các loại động cơ

- Các loại van

- Các thiết bị gia nhiệt

- Các thiết bị chỉ thị

11

b. Hệ thống điều khiển dùng PLC

Khối đầu vào

Khối điều khiển

Khối đầu ra

Động cơ

Nút ấn

Bộ điều khiển

bằng PLC

Van

Công tắc

Gia Nhiệt

Heater

CT hành

trình

Chương trình ứng dụng

Cảm biến

Hiển thị

Hình 1.2. Hệ điều khiển dùng PLC

Khối đầu vào tương tự hệ điều khiển truyền thống.

Khối đầu ra tương tự hệ điều khiển truyền thống.

Khối điều khiển được thay thế bằng thiết bị điều khiển PLC kèm theo đó là 1

chương trình ứng dụng, được lập trình dưới dạng giản đồ thang đơn giản.

1.3 Cấu trúc bộ PLC

PLC là loại thiết bị cho phép thực hện linh hoạt các thuật toán điều khiển số

thông qua các ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thực hiện thuật toán đó

bằng mạch số. Như vậy, với chương trình này, PLC trở thành một bộ điều khiển

số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán, và đặc biệt, dễ trao đổi thông tin với môi

trường xung quanh (với các PLC, với máy tính, hoặc các thiết bị ngoại vi

khác...)

Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới

dạng các khối chương trình (khối OB, FC, hoặc FB) và được thực hiện lặp theo

chu kỳ của vòng quét (Scan).

Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có

chức năng như một máy tính, nghĩa là phải có bộ xử lý (CPU), một bộ điều hành,

bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu,... Ngoài ra, PLC còn phải có các

12

cổng vào/ra để giao tiếp được các đối tượng điều khiển và để trao đổi thông tin

với môi trường xung quanh.

Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn cần phải có thêm

các khối chức năng đặc biệt khác như: bộ đếm (counter), bộ định thời (timer)...

và những khối hàm chuyên dụng khác.

PLC được thiết kế sẵn thành bộ và chưa được cố định với một nhiệm vụ nào.

Tất cả các cổng logic cơ bản, chức năng nhớ, timer, counter,... được nhà sản xuất

tích hợp trong bộ PLC và kết nối với nhau bằng chương trình cho mỗi một nhiệm

vụ điều khiển cụ thể nào đó. Có nhiều thiết bị điều khiển và được phân biệt với

nhau qua các chức năng sau:

- Các ngõ vào/ra

- Dung lượng bộ nhớ

- Bộ đếm (counter)

- Bộ định thời (timer)

- Bít nhớ

- Các khối chức năng đặc biệt

- Tốc độ xử lý

- Loại xử lý chương trình.

Các thiết bị điều khiển lớn thì được lắp thành các module riêng. Đối với các thiết

bị điều khiển nhỏ, chúng được lắp đặt chung trong một bộ. Các bộ điều khiển

này có số lượng ngõ vào/ra cho trước cố định.

Thiết bị điều khiển được cung cấp tín hiệu bởi các tín hiệu từ các cảm biến ở bộ

phận ngõ vào của thiết bị tự động. Tín hiệu này được xử lý tiếp tục thông qua

chương trình điều khiển đặt trong bộ nhớ chương trình. Kết quả xử lý được đưa

ra bộ phận ngõ ra của thiết bị tự động để đến đối tượng điều khiển hay khâu điều

khiển ở dạng tín hiệu.

Cấu trúc của một PLC có thể được mô tả như hình vẽ sau:

13

Bộ nhớ chương trình

Timer

Khối vi xử lý trung

tâm

+

hệ điều hành

Bộ nhớ

chương

Bộ đệm

vào ra

Bít cờ

Bus của PLC

Cổng ngắt và đếm

tốc độ cao

Quản lý

ghép nối

Cổng vào ra

Hình 1.3. Cấu trúc của một PLC.

- Bộ nhớ trong CPU của PLC:

+ Bộ nhớ RAM: Có số lượng các ô nhớ xác định. Mỗi ô nhớ có một dung lượng

nhớ cố định và nó chỉ tiếp nhận một lượng thông tin nhất định. Các ô nhớ được

ký hiệu bằng các địa chỉ riêng của nó. Bộ nhớ này chứa các chương trình được

sửa đổi hoặc caccs dữ liệu, kết quả tạm thời trong quá trình tính toán, lập trình.

Đặc điểm của bộ nhớ RAM là nội dung chứa trong các ô nhớ của nó bị mất đi

khi mất nguồn điện.

+ Bộ nhớ ROM:

Chứa các thông tin không có khả năng xóa được hoặc không thể thay đổi

được, được nhà sản xuất sử dụng chứa các chương trình hệ thống. Chương trình

trong bộ nhớ ROM có nhiệm vụ:

- Điều khiển và kiểm tra các chức năng hoạt động của CPU (hệ điều hành).

- Dịch ngôn ngữ lập trình thành ngôn ngữ máy.

- Khi bị mất nguồn điện, bộ nhớ ROM vẫn giữ nguyên nội dung của nó và không

bao giờ bị mất.

- Bộ xử lý trung tâm:

14

Bộ xử lý trung tâm (CPU – Central Processing Unit) điều khiển và quản lý tất

cả các hoạt động bên trong PLC. Việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và

khối vào/ra được thực hiện thông qua hệ thống BUS dưới sự điều khiển của

CPU. Một mạch dao động thạch anh cung cấp xung clock tần số chuẩn cho CPU,

thường là 1 hay 8MHz, tùy thuộc vào bộ xử lý sử dụng. Tần số xung Clock xác

định tốc độ hoạt động của PLC và được dùng để thực hiện sự đồng bộ cho tất cả

các phần tử trong hệ thống.

- Hệ điều hành: Sau khi bật nguồn, hệ điều hành sẽ đặt các counter, timer và bít

nhớ với thuộc tính non_retentive (không được nhớ bởi pin dự phòng) cũng như

accu về 0. Để xử lý chương trình, hệ điều hành đọc từng dòng chương trình từ

đầu đến cuối. Tương ứng hệ điều hành thực hiện chương trình theo các câu lệnh.

- Bít nhớ: (memory bit): Các memory bit là các phần tử nhớ mà hệ điều hành ghi

nhớ trang thái tín hiệu.

- Bộ đệm: Bộ đệm là một vùng nhớ, mà hệ điều hành ghi nhớ trạng thái tín hiệu

ở các ngõ vào/ra nhị phân.

2. Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

2.1 Giới thiệu về S7-200

S7-200 là thiết bị điều khiển lập trình loại nhỏ của hãng Siemens (CHLB

Đức) có cấu trúc theo kiểu module và có các module mở rộng. Thành phần cơ

bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU212 và CPU214. Về hình thức bên ngoài, sự

khác nhau của hai loại CPU này nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp.

- CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra, có khả năng mở rộng thêm 2 modul.

- CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra, có khả năng mở rộng thêm 7 modul.

- CPU 214 có những đặc điểm sau:

+ 2048 từ nhớ chương trình

+ 2048 từ nhớ dữ liệu

+ 14 ngõ vào và 19 ngõ ra digital kèm theo trong khối trung tâm.

+ Hỗ trợ tối đa 7 modul mở rộng kể cả modul analog.

+ Tổng số cổng và/ra cực đại là 64 cổng vào/ra digital.

+ 128 timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 timers 1ms, 16 timer

10ms, 108 timer 100ms.

+ 128 bộ đếm chia làm hai loại: 96 timer đếm lên và 32 timer đếm lên xuống.

+ 256 ô nhớ nội bộ.

15

+ 688 ô nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.

+ Có phép tính số học.

+ Ba bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2KHz và 7KHz.

+ Hai bộ điều chỉnh tương tự.

+ Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi

PLC bị mất nguồn nuôi.

2.2. Địa chỉ các ngõ vào/ra

Địa chỉ ô nhớ trong s7 gồm hai phần: phần chữ và phần số

PIW304

hoặc

I0.0

Phần chữ phần số

Phần chữ Phần số

2.3. Phần chữ chỉ vị trí và kích thước ô nhớ

M:Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 bít

MB:Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 byte (8bít)

MW: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 2 byte (16 bít)

MD:Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 4 byte (32 bít)

I: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bít trong miền bộ đệm ngõ vào số

IB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đệm ngõ vào số

IW:Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte (1 từ) trong miền bộ đệm ngõ vào số

ID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte (2 từ) trong miền bộ đệm ngõ vào số

Q: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bít trong miền bộ đêm ngõ ra số

QB:Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đêm ngõ ra số

QW:Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong miền bộ đêm ngõ ra số

QD:Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong miền bộ đêm ngõ ra số

T: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ thời gian (Timer)

C: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ đếm (Counter)

PIB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là

cổng vào của các modul tương tự

PIW:Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là

cổng vào của các modul tương tự

PID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường là

cổng vào của các modul tương tự

16

PQB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral output, thường là

cổng ra của các modul tương tự

PQW:Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte thuộc vùng Peripheral output, thường là

cổng ra của các modul tương tự

PQD:Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte thuộc vùng Peripheral output, thường là

cổng ra của các modul tương tự

DBX:Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh

OPN DB (Open Data Block).

DBB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng

lệnh OPN DB (Open Data Block).

DBW:Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng

lệnh OPN DB (Open Data Block).

DBD:Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng

lệnh OPN DB (Open Data Block).

DBx.DBX:Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DBx, với

x là chỉ số của khối DB. Ví dụ DB3.DBX1.5

DBx.DBB:Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DBx,

với x là chỉ số của khối DB. Ví dụ DB4.DBB1

DBx.DBW:Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 2 byte trong khối dữ liệu DBx,

với x là chỉ số của khối DB. Ví dụ DB3.DBW1

DBx.DBD:Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 4 byte trong khối dữ liệu DBx,

với x là chỉ số của khối DB. Ví dụ DB5.DBD1

DIX: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnh

OPN DI (Open instance data block).

DIB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng

lệnh OPN DI (Open instance data block).

DIW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng

lệnh OPN DI (Open instance data block).

DID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng

lệnh OPN DI (Open instance data block).

2.4. Phần số chỉ địa chỉ của byte hoặc bit trong miền nhớ đã xác định

Nếu ô nhớ đã được xác định thông qua phần chữ có kích thước 1 bit thì phần số

sẽ là địa chỉ của byte và số thứ tự của bit trong byte đó, được tách với nhau bằng

dấu chấm.

17

I 0.0: chỉ bit 0 của byte 0 trong miền nhớ bộ đệm ngõ vào số PII

Q 4.1: Chỉ bit 1 của byte 4 của miền nhớ bộ đệm ngõ ra số PIQ

M105: Chỉ bit 5 của byte 10 trong miền các biến cờ M

Trong trường hợp ô nhớ dã được xác định là byte, từ hoặc từ kép thì phần số sẽ

là địa chỉ của byte đầu tiên trong mảng byte của ô nhớ đó.

2.5. Cấu trúc của bộ nhớ S7-200

Bộ nhớ của S7-200 được chia làm 3 vùng: vùng nhớ chương trình, vùng nhớ

dữ liệu và vùng nhớ thông số. Vùng nhớ chương trình, vùng nhớ thông số và một

phần vùng nhớ dữ liệu được chứa trong ROM điện EFPROM. Đối với CPU cho

phép cắm thêm khối nhớ mở rộng để chứa chương trình mà không cần đến thiết

bị lập trình. Phần sau đây mô tả chi tiết về các vùng nhớ.

- Vùng nhớ chương trình: Vùng nhớ chương trình chứa các chỉ thị điều khiển vi

xử lý để thực hiện yêu cầu điều khiển, chương trình ứng dụng sau khi soạn thảo

được nạp vào ROM và vẫn tồn tại khi mất điện.

- Vùng nhớ thông số: Gồm các ô nhớ chứa các thông số cài đặt, mật khẩu, địa

chỉ thiết bị điều khiển và các thông tin về các vùng trống có thể sử dụng. Nội

dung của vùng nhớ này được chứa trong ROM giống như vùng chương trình.

- Vùng nhớ dữ liệu: Vùng nhớ dữ liệu là nơi làm việc, vùng này gồm các địa chỉ

để lưu trữ các phép tính, lưu trữ tạm thời các kết quả trung gian, và chứa các

hằng số được sử dụng trong các chỉ dẫn hoặc các thông số điều chỉnh khác.

Ngoài ra trong vùng này còn có các phần tử và đối tượng như: Bộ định thời, bộ

đếm, các bộ đếm tốc độ cao và các ngõ vào/ra analog. Một phần của vùng nhớ

dữ liệu được chứa trong ROM, vì vậy các hằng số, cũng như các thông tin khác

vẫn được duy trì khi mất điện giống như trong vùng nhớ chương trình. Một phần

khác được chứa trong RAM, nội dung trong RAM cũng được duy trì trong

khoảng thời gian nhất định khi mất điện bằng một điện dung có độ rỉ thấp.

Vùng dữ liệu gồm các ô biến, vùng đệm của các ngõ vào/ra, vùng nhớ trong

và vùng nhớ đặc biệt. Phạm vi của vùng nhớ rất linh hoạt và cho phép đọc cũng

như ghi trên toàn bộ vùng nhớ, ngoại trừ một vài ô nhớ đặc biệt chỉ cho phép

đọc, các dạng dữ liệu cho phép trong vùng này là: Bit, Byte, Word hoặc Double

Word.

2.6 Cách ghép nối

a. Nối với modul mở rộng

18

Hình 1.4. Ghép nối với 1 modul mở rộng

Hình 1.5. Ghép nối với nhiều modul mở rộng

b.Ghép nối mạng PLC

Hình 1.6. Ghép nối mạng PLC

3. Xử lý chương trình

3.1. Vòng quét chương trình

19

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp, mỗi vòng lặp được gọi là một

vòng quét (Scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ

các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo ngõ vào (I), tiếp theo là giai đoạn thực hiện

chương trình. Trong từng dòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu

tiên đến lệnh kết thúc. Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển

các nội dung chủa bộ đệm ảo ngõ ra (Q) tới các cổng ra số. Vòng quét được kết

thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi.

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 thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Có vòng

quét thực hiện lâu, có vòng quét thực hiện nhanh tùy thuộc vào số lệnh trong

chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu truyền thông… trong vòng

quét đó.

Như vậy việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việc gủi tín hiệu

điều khiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng

quét. Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của

chương trình điều khiển trong PLC. Thời gian quét càng ngắn, tính thời gian

thực của chương trình càng được nâng cao.

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực

tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo cả cổng trong vùng nhớ tham

số. Viêc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi do hệ điều hành CPU quản lý.

3.2. Cấu trúc chương trình của S7-200

- Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND).

- Chương trình con là một bộ phận của chương trình. Các chương trình con phải

được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính, đó là lệnh MEND.

- Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình. Nếu cần sử dụng

chương trình xử lý ngắt phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính

MEND.

Main Program

…

Chương trình chính

MEND

SBR 0 Chương trình con thứ 1

…

RET

SBR n Chương trình con thứ n+1

…

RET

20

Giáo trình mô đun Điều khiển lập trình PLC - Nghề: Điện tàu thủy