ĐỒ án lập trình plc điều khiển máy bán nước tự động

Chương 1:

DẪN NHẬP

I.

Đặt vấn đề

Tự động ngày càng đóng vai trò quan trọng trong
đời sống và công nghiệp.
Ngày nay ngành tự động đã phát triển tới trình độ cao
nhờ những tiến bộ của lý thuyết điều khiển tự động, của
những ngành khác như điện tử, tin học, …
Nhiều hệ thống điều khiển đã ra đời, nhưng phát triển
mạnh và có khả năng phục vụ rộng là bộ điều khiển PLC.
Sở dó như thế, do bộ PLC có nhiều ưu điểm nổi bậc so
những bộ điều khiển khác :


Đơn giản, dể dàng thay đổi, lập trình .



Tin cậy trong môi trường công nghiệp.


Cạnh tranh được giá thành với các bộ diều
khiển khác.
Cuối thập niên 60 xuất hiện khái niệm về PLC và
đã được phát triển rất nhanh. Năm 1974 PLC đã sử dụng
nhiều bộ xử lý như : mạch định thời, bộ đếm, dung lượng

nhớ đến 12KB và có 1024 điểm nhập xuất. Năm 1976 đã
giới thiệu hệ thống đưa tín hiệu vào ra từ xa. Năm 1977
PLC đã dùng đến vi xử lý.


Năm1980 phát triển các khối nhập xuất thông minh
nâng cao điều khiển thuận lợi qua viễn thông, nâng cao
việc phát triển phần mềm, dùng máy tính cá nhân lập trình.
Đến năm 1985 đã thành lập mạng PLC.
Riêng nước ta sắp tới đây hành rào thuế quan khu
vực được loại bỏ, kinh tế mở cửa hợp tác với nước ngoài.
Trước tình hình đó, nền công nghiệp sẽ gặp không ít khó
khăn do còn nhiều dây chuyền có công nghệ lạc hậu.
Để có chổ đứng và thế mạnh trên thương trường, nhà
nước đã đặc biệt chú trọng đến ứng dụng và phát triển tự
động trong sản xuất, nhằm nâng cao năng suất, chất lượng
sản phẩm và hạ giá thành. Một trong những phương án tốt
nhất và được sử dụng rộng hiện nay là thay thế những hệ
thống đó bằng bộ điếu khiển PLC.
Để phát triển mạnh hơn nữa, nhiệm vụ đặt ra hàng đầu
là đào tạo những chuyên gia về tự động điều khiển nói
chung và về PLC nói riêng.
Là một kỹ sư điện công nghiệp, công việc sẽ gắn
liền với điều khiển, vận hành hệ thống sản xuất.
Như vậy, những hiểu biết về PLC sẽ tạo nhiều thuận
lợi để làm việc tốt hơn. Khi đang còn ngồi trên ghế nhà
trường, việc tìm hiểu, nghiên cứu để nắm vững phương
pháp lập trình trên bộ PLC rất có ý nghóa và là điều kiện
tốt nhất học hỏi, tích lũy kinh nghiệm.

II. Giới hạn đề tài
Do hạn chế về thời gian, tài liệu tham khảo và
nhiều điều kiện khách quan khác nhau, nên đề tài chỉ
nghiên cứu những nội dung sau :


Thiết lập lưu đồ điều khiển.


Lập trình điều khiển trên bộ PLC của
SIMATIC S7-200 CPU 214.


Xây dựng mô hình điều khiển.



Kết nối PLC với mô hình.

Nhưng nội dung trọng tâm vẫn là phần lập trình.
III.

Mục đích nghiên cứu

Qua thời gian dài nghiên cứu lý thuyết về PLC cũng
như tập lệnh của SIMATIC S7-200, bản thân nhận thấy cần
học hỏi nhiều hơn nữa về phương pháp lệnh trình, cũng như
kinh nghiệm khắc phục sự cố khi chạy chương trình. Với đề
tài tốt nghiệp này là điều kiện tốt nhất sẽ giúp ích rất nhiều

trong quá trình học hỏi đó. Mục đích nghiên cứu chỉ để làm
quen với thực tế, thấy được mối quan hệ giữa lý thuyếùt và
thực tiễn.”Lập trình PLC điều khiển máy bán nước tự
động” điều quan trọng cần rút ra được sau quá trình thực
hiện là cách thức và trình tự giải quyết một vấn đề được đặt
ra trước bằng phương pháp lập trình và thấy được khả năng
ứng dụng của PLC trong công nghiệp.



Chương 2:

GIỚI THIỆU BỘ PLC CỦA
SIMATIC S7-200
I.

Tổng quát về PLC

1. Giới thiệu PLC
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller ,
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 :

học .


Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể
Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa.


Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được
những chương trình phức tạp .

nghiệp .

Hoàn toàn tin cậy trog môi trường công



Giao tiếp được với các thiết bị thông minh
khác như : máy tính , nối mạng , các môi Modul mở
rộng.


Giá cả cá 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 lớùn … 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 viêïc điều khiểûn 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 .

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 môït 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, …
b. Nguyên lý hoạt động của PLC


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.




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 môït 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.
Hêï 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 18 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.
Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đóa cứng hoạc đóa
mềm, được sử dụng trong máy lập trình . Đóa cứng hoăïc đóa
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 hiêïu 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 .


Chương 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 lấùy 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.


Chục 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.
I.

PLC SIMATIC S7-200 CPU 214

1. Cấu trúc phần cứng của CPU 214
S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ
của Hãng SIEMNS (CHLB Đức) có cấu trúc theo kiểu

Modul và có các modul mở rộng. Các modul này được sử
dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần
cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU-214.

CPU-214 bao gồm 14 ngõ vào và 10 ngõ ra,
có khả năng thêm 7 modul mở rộng.

2.048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc
/ ghi non-volatile để lưu chương trình (vùng nhớ có
giao diện với EEPROM).

2.048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc kiểu đọc ghi
để lưu dữ liệu, trong đó 512 từ đầu thuộc miền nonvolatile.

Tổng số ngõ vào / ra cực đại là 64 ngõ vào
và 64 ngõ ra.

128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải
khác nhau: 4 Timer 1ms, 16 Timer 10ms và 108 Timer
100ms.

128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến
và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.

688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo
trạng thái và đặt chế độ làm việc.



Các chế độ xử lý ngắt gồm: ngắt truyền

thông, ngắt theo sườn lên hoặc xuống, ngắt thời gian,
ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.


3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2Khz và 7

Khz.

2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu
PTO hoặc kiểu PWM.


2 bộ điều chỉnh tương tự


Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu
trong khoảng thời gian 190 giờ kể từ khi PLC bị mất
nguồn cung cấp.
Các đèn báo trên S7-200 CPU214

bị hỏng.

SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống


RUN (đèn xanh): Đèn xanh RUN chỉ định
PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình
được nạp vào trong máy.

STOP (đèn vàng): Đèn vàng STOP chỉ định

rằng PLC đang ở chế độ dừng chương trình và đang
thực hiện lại.


Cổng vào ra


Ix.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng vào báo
hiệu trạng thái tức thời của cổng Ix.x. Đèn này báo
hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị Logic của công
tắc.

Qx.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng ra báo
hiệu trạng thái tức thời của cổng Qx.x. Đèn này báo
hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của coång.


Chế độ làm việc



PLC có 3 chế độ làm việc:

RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình
từng bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ RUN sang STOP nếu
trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp lệnh
STOP.

STOP: Cưởng bức PLC dừng chương trình
đang chạy và chuyển sang chế độ STOP.


TERM: Cho phép máy lập trình tự quyết
định chế độ hoạt động cho PLC hoặc RUN hoặc STOP.
Cổng truyền thông



S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485
với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với
thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ
truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ
truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là 300 38.400
baud.
Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG702 hoặc
các loại máy lập trình thuộc họ PG7xx có thể dùng một cáp
nối thẳng MPI. Cáp đó đi kèm với máy lập trình.
Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS232
1
cần có cáp nối PC / PPI với bộ chuyển đổi RS232 / RS485.
Chân
thích
3

2

1

·····
····
5

4

9

8

7

6

1
2
3
4
5
6
7
8

Giải

Đất
24 VDC
Truyền và nhận dữ liệu
Không sử dụng
Đất
5 VDC (điện trở trong 100Ω)
24 VDC (120 mA tối đa)
Truyền và nhận dữ liệu

Cấu trúc bộ nhớ

Chương 4:

Bộ nhớ S7-200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có
nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất
định khi mất nguồn. Bộ nhớ S7-200 có tính năng động cao,
đọc, ghi được trong toàn vùng, loại trừ các bit nhớ đặc biệt
SM (Special memory) chỉ có thể truy nhập để đọ

EEPROM
Tụ

Ch
ương
trình
Tha
m số
Dữ
liệu

MIỀN NHỚ NGOÀI
C
hươn
g
trình
T

ham
số
D
ữ
liệu

Vù
ng đối
tượng


Vùng chương trình

C
hươn
g
trình
T
ham
số
D
ữ
liệu


Là nguồn nhờ được sử dụng để lưu giữ các lệnh
chương trình. Vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc / ghi
được.
Vùng tham số



Là miền lưu giữ các tham số như: từ khóa, địa
chỉ trạm, … cũng giống như vùng chương trình, thuộc kiểu
non-volatile đọc / ghi được.
Vùng dữ liệu



Là miền nhớ động được sử dụng để cất giữ các
dữ liệu của chương trình. Nó có thể được truy cập theo
từng bít, từng byte, từng từ đơn (W-Word) hoặc theo từ
kép (DW_ Double Word), vùng dữ liệu được chia thành
những miền nhớ nhỏ với các công dụng khác nhau.
Chúng được ký hiệu bằng chữ cái đầu theo từ tiếng Anh,
đặc trưng cho công dụng riêng của chúng như sau:
V

: Variable Memory.

I

: Input image register.
O

: Output image regiter.

M

: Internal Memory bits.

SM

: Special Memory bits.

Tất cả các miền này đều có thể truy nhập theo
từng bít, từng byte, từng từ (word) hoặc từ kép (double
word).


Vùng đối tượng

Bao gồm các thanh ghi Timer, bộ đếm tốc độ
cao, bộ đệm vào ra, thanh ghi AC. Vùng này không thuộc
kiểu Non-Volatile nhưng đọc / ghi được .
1. Mở rộng cổng vào ra


CPU 214 cho phép mở rộng nhiều nhất 7 Modul.
Các modul mở rộng tương tự và có thể mở rộng cổng vào
của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các modul mở
rộng về phía bên phải của CPU, làm thành một móc xích .
Địa chỉ của các vị trí của các modul được xác định cùng
kiểu . Ví dụ như một modul cổng ra không thể gán địa chỉ
của một modul cổng vào, cũng như một modul tương tự
không thể có địa chỉ như một modul số và ngược lại .
Các modul mở rộng số hay tương tự đều chiếm chổ
trong bộ đệm, tương tự với số đầu vào/ra của modul .
Sau đây là địa chỉ của một số modul mở rộng trên
CPU214

M
CPU
214

odul
0

M
odul
1

4
vào/
4a

M
odul
2

8
vào

M
od
u3

3
vào/
1a
nalo

g

odul
4
8

ra
A

M

3
vào/
1a


0.0
Q0.0
I
0.1
Q0.1

I
0.3
Q0.3
I
0.4
Q0.4
I
0.5

Q0.5
I
0.6
Q0.6
I
0.7
Q0.7
I
1.0
Q1.0
I
1.1

I

I

3.2

2.2

I

I
3.3

2.3

I

Q

IW
2

Q

IW
4

3.3
Q

A

3.6

2.2

Q

Q
QW
0

3.5
Q
3.6
Q

I

Q
3.7

IW1
2
A

3.4

I

Q

A

3.2
A

3.5

2.1

3.1

I

Q

IW8
Q

3.4

2.0

A

Q
3.0

A
I

I

2.3

IW
0

3.1

2.1

I
0.2
Q0.2

3.0

2.0

A

I

I

I

3.7

QW
4


Q1.1
I
1.2
I
1.3
I
1.4
I
1.5


Chương 5:

Cấu trúc chương trình của S7200
Có thể được lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử
dụng một trong các phần mềm :
Step 7 – Micro / Dos
Step 7 – Micro / Win
Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên
các máy lập trình họ
PG 7xx và các máy tính cá nhân.
Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao
gồm chương trình chính (main program) và 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).
Chương trình con là một bộ phận của chương trình,
các chương trình phải được viết sau lệnh kết thúc chương
trình đó là lệnh MEND.
Các chương trình xử lý ngắt cũng là một bộ phận của
chương trình. Nếu cần sử dụng phải viết sau lệnh kết thúc
chương trình chính (MEND).
Các chương trình được nhóm lại thành một nhóm
ngay sau chương trình chính, sau đó đến các chương trình xử
lý ngắt. Cũng có thể do trộn lẫn các chương trình con và
chương trình xử lý ngắt ở sau chương trình chính


Main program
MEND

Thực hiện trong vòng quét

SBRO Chương trình con thứ nhất
RET

Thực hiện khi chương trình chính gọi

SBRn Chương trình thứ n+1
RET
INT 0 Chương trình xử lý ngắt thứ nhất

RET I
INT n Chương trình xử lý ngắt thứ n+1
RET I

1. Thực hiện chương trình của S7-200
PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi
vòng lặp được gọi là vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được
bắt đầu bằng giai đoạn đọc các dữ liệu từ các cổng vào
vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương
trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện
bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc MEND.
Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền
thông nội bộ và kiểm lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng
giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng
ra.
4. Chuyển dữ liệu từ bộ
đệm ảora ngoại vi

.

3. Truyền thông và
tự kiểm tra lỗi

1. Nhập dữ liệu từ
ngoại vi vào
2.Thực hiện
chương trình


Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào / ra
thông thường lệnh không làm việc trực tiếp cổng vào ra mà
chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số.
Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các
giai đoạn (1) và (4) do CPU quản lý. Khi gặp lệnh vào / ra
ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác,
ngay cả chương trình xử lý ngắt để thực hiện lệnh này trực
tiếp với cổng vào và ra.
Nếu sử dụng các chế độ ngắt chương trình tương ứng
với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ
phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ được
thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và
có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét.
6. Các toán hạng lập trình cơ bản
Có 6 phần tử lập trình cơ bản, mỗi phần tử có công
dụng riêng. Để dễ dàng xác định thì mỗi phần tử được gán
cho mộ ký tự:
 I
tiếp vào PLC.
 Q
trực tiếp từ PLC.

: Dùng để chỉ ngõ vào vật lý nối trực
: Dùng để chỉ ngõ ra vật lý nối

 T
có trong PLC.

: Dùng để xác định phần tử định thời

 C
có trong PLC.

: Dùng để xác định phần tử đếm

 M và S : Dùng như các cờ hoạt động như bên
trong PLC.


Tất cả các phần tử (toán hạng) trên có hai trạng
thái ON hoặc OFF (1 hoặc 0).
Cuộn dây có thể được dùng để điều khiển trực tiếp
ngõ ra từ PLC (như phần tử Q) hoặc có thể điều khiển bộ
định thì, bộ đếm hoặc cờ (như phần tử M, S). Mỗi cuộc dây
được gắn với các công tắc. Các công tắc này có thể là
thường mở hoặc thường đóng.
Các ngõ vào vật lý nối đến bộ điều khiển lập trình
(phần tử I) không có cuộn dây để lập trình. Các phần tử này
chỉ có thể dùng ở dạng các công tắc mà thôi (loại thường
đóng và thường mở).
I.

NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA S7-200
CPU 214
1. Phương pháp lập trình
S7-200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một
dãy các lệnh lập trình. Chương trình bao gồm một dãy các
tập lệnh. S7-200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập
trình đầu tiên và kết thúc ở lập trình cuối trong một vòng
quét (scan).
Một vòng quét (scan cyele) được bắt đầu bằng một
việc đọc trạng thái của đầu vào, và sau đó thực hiện chương
trình. Vòng quét kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái đầu
ra. Trước khi bắt đầu một vòng quét tiếp theo S7-200 thực
thi các nhiệm vụ bên trong và nhiệm vụ truyền thông. Chu
trình thực hiện chương trình là chu trình lặp.
Cách lập trình cho S7-200 nói riêng và cho các PLC
nói chung dựa trên hai phương pháp cơ bản. Phương pháp
hình thang (Ladder, viết tắt là LAD) và phương pháp liệt
kê lệnh (Statement list, viết tắt là STL).