Ứng dụng PLC S7 200 đo, điều khiển và cảnh báo nhiệt độ trong lò với giải đo [ 0 – 1200 ]°C

Bài tập lớn môn PLC
Mục lục
Chương 1 cơ sở lý thuyết 2
1.1 Mục đích 2
1.2 Phương pháp đo 2
1.2.1 Phương pháp đo tiếp xúc 2
1.2.2 Phương pháp đo không tiếp xúc 4
1.3 Tìm hiểu về PLC ( loại S7 200 ) 5
1.3.1 Khái quát về PLC S7 200 5
1.3.2 Các module, đối tượng mở rộng 22
Chương 2 Thiết kế hệ thống 28
2.1 Lựa chọn thiết bị
2.2 Xây dựng sơ đồ khối
2.3 Xây dưng thuật toán
2.4 Xây dựng phần mềm
Chương 3 kết quả đề tài
3.1 Kết quả nghiên cứu lý thuyết
3.2 Kết quả thực nghiệm
1
Bài tập lớn môn PLC
Chương 1 : Cơ sở lý thuyết.
1.1 Mục đích của đề tài.
Hiện nay các công ty xí nghiệp ở Việt Nam đang tiến hành lắp đặt và
cải tạo mới, mạnh dạn đưa vào các thiết bị, công nghệ tiên tiến, bên cạnh đó
còn nhiều nhà máy, xí nghiệp có ứng dụng công nghệ nhưng chưa đồng bộ
còn thủ công. Do đó việc điều khiển còn hạn chế nên sản phẩm làm ra chưa
dược như mong muốn.
Bên cạnh đó vấn đề tiết kiệm năng lượng trong quá trình sử dụng công
nghệ cũng là vấn đề cần quan tâm khi nước ta hiện any đang thiếu điện và các
nhà máy xí nghiệp cần áp dụng thiết bi và công nghệ vào qua trình điều khiển
để giảm được lượng tiêu thụ điện và giảm được chi phí sản xuất

Hiểu được tầm quan trọng của việc đó nên nhóm tôi đã chon đề tài: ”
Ứng dụng PLC S7 200 đo, điều khiển và cảnh báo nhiệt độ trong lò với
giải đo [ 0 – 1200 ]°C “
1.2 Phương pháp đo.
Với đại lượng nhiêt chúng ta có các phương pháp đo tiếp xúc và không
tiếp xúc:
1.2.1 phương pháp đo tiếp xúc
1.2.1.1 Cặp nhiệt điện trở ( Thermocouples ).
- Cấu tạo: Gồm 2 chất liệu kim loại khác nhau, hàn dính một đầu.
- Nguyên lý: Nhiệt độ thay đổi cho ra sức điện động thay đổi ( mV).
- Ưu điểm: Bền, đo nhiệt độ cao.
- Khuyết điểm: Nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số. Độ nhạy không cao.
- Thường dùng: Lò nhiệt, môi trường khắt nghiệt, đo nhiệt nhớt máy nén,…
- Tầm đo: -100 D.C <1400 D.C
2
Bài tập lớn môn PLC
- Gồm 2 dây kim loại khác nhau được hàn dính 1 đầu gọi là đầu nóng ( hay
đầu đo), hai đầu còn lại gọi là đầu lạnh ( hay là đầu chuẩn ). Khi có sự chênh
lệch nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh thì sẽ phát sinh 1 sức điện động V tại
đầu lạnh. Một vấn đề đặt ra là phải ổn định và đo được nhiệt độ ở đầu lạnh,
điều này tùy thuộc rất lớn vào chất liệu. Do vậy mới cho ra các chủng loại cặp
nhiệt độ, mỗi loại cho ra 1 sức điện động khác nhau: E, J, K, R, S, T. Các bạn
lưu ý điều này để chọn đầu dò và bộ điều khiển cho thích hợp.
- Dây của cặp nhiệt điện thì không dài để nối đến bộ điều khiển, yếu tố dẫn
đến không chính xác là chổ này, để giải quyết điều này chúng ta phải bù trừ
cho nó ( offset trên bộ điều khiển ).
Lưu ý khi sử dụng:
- Từ những yếu tố trên khi sử dụng loại cảm biến này chúng ta lưu ý là không
nên nối thêm dây ( vì tín hiệu cho ra là mV nối sẽ suy hao rất nhiều ). Cọng
dây của cảm biến nên để thông thoáng ( đừng cho cọng dây này dính vào môi

trường đo ). Cuối cùng là nên kiểm tra cẩn thận việc Offset thiết bị.
- Lưu ý: Vì tín hiệu cho ra là điện áp ( có cực âm và dương ) do vậy cần chú
ý kí hiệu để lắp đặt vào bộ khuếch đại cho đúng.
1.2.1.2. Nhiệt kế nhiệt điện trở (THERMISTOR)
- Cấu tạo: Làm từ hổn hợp các oxid kim loại: mangan, nickel, cobalt,…
- Nguyên lý: Thay đổi điện trở khi nhiệt độ thay đổi.
- Ưu điểm: Bền, rẽ tiền, dễ chế tạo.
- Khuyết điểm: Dãy tuyến tính hẹp.
- Thường dùng: Làm các chức năng bảo vệ, ép vào cuộn dây động cơ, mạch
điện tử.
- Tầm đo: 50
- Thermistor được cấu tạo từ hổn hợp các bột ocid. Các bột này được hòa trộn
theo tỉ lệ và khối lượng nhất định sau đó được nén chặt và nung ở nhiệt độ
cao. Và mức độ dẫn điện của hổn hợp này sẽ thay đổi khi nhiệt độ thay đổi.
3
Bài tập lớn môn PLC
- Có hai loại thermistor: Hệ số nhiệt dương PTC- điện trở tăng theo nhiệt độ;
Hệ số nhiệt âm NTC – điện trở giảm theo nhiệt độ. Thường dùng nhất là loại
NTC.
- Thermistor chỉ tuyển tính trong khoảng nhiệt độ nhất định 50-150D.C do
vậy người ta ít dùng để dùng làm cảm biến đo nhiệt. Chỉ sử dụng trong các
mục đích bảo vệ, ngắt nhiệt, các bác nhà ta thường gọi là Tẹt-mít. Cái Block
lạnh nào cũng có một vài bộ gắn chặt vào cuộn dây động cơ.
Lưu ý khi sử dụng:
- Tùy vào nhiệt độ môi trường nào mà chọn Thermistor cho thích hợp, lưu ý
hai loại PTC và NTC (gọi nôm na là thường đóng/ thường hở ) Có thể test dễ
dàng với đồng hồ VOM.
- Nên ép chặt vào bề mặt cần đo.
- Tránh làm hỏng vỏ bảo vệ.
- Vì biến thiên điện trở nên không quan tâm chiều đấu dây.

1.2.1.3. Nhiệt kế bán dẫn
- Cấu tạo: Làm từ các loại chất bán dẫn.
- Nguyên lý: Sự phân cực của các chất bán dẫn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.
- Ưu điểm: Rẽ tiền, dễ chế tạo, độ nhạy cao, chống nhiễu tốt, mạch xử lý đơn
giản.
- Khuyết điểm: Không chịu nhiệt độ cao, kém bền.
- Thường dùng: Đo nhiệt độ không khí, dùng trong các thiết bị đo, bảo vệ các
mạch điện tử.
- Tầm đo: -50 <150 D.C.
nhiệt Bán Dẫn là những loại cảm biến được chế tạo từ những chất bán dẫn.
Có các loại như Diode, Transistor, IC. Nguyên lý của chúng là dựa trên mức
độ phân cực của các lớp P-N tuyến tính với nhiệt độ môi trường. Ngày nay
với sự phát triển của ngành công nghệ bán dẫn đã cho ra đời rất nhiều loại
4
Bài tập lớn môn PLC
cảm biến nhiệt với sự tích hợp của nhiều ưu điểm: Độ chính xác cao, chống
nhiễu tốt, hoạt động ổn định, mạch điện xử lý dơn giản và rẻ tiền……
Ta dễ dàng bắt gặp các loại này dưới dạng diode ( hình dáng tương tự
Pt100), các loại IC như: LM35, LM335, LM45. Nguyên lý của chúng là nhiệt
độ thay đổi sẽ cho ra điện áp thay đổi. Điện áp này được phân áp từ một điện
áp chuẩn có trong mạch.
Cảm biến nhiệt LM35 và cảm biến nhiệt độ dạng Diode
Gần đây có cho ra đời IC cảm biến nhiệt cao cấp, chúng hổ trợ luôn cả
chuẩn truyền thông I2C ( DS18B20 ) mở ra một xu hướng mới trong “ thế
giới cảm biến”.
Lưu ý khi sử dụng:
- Vì được chế tạo từ các thành phần bán dẫn nên cảm biến nhiệt Bán Dẫn kém
bền, không chịu nhiệt độ cao. Nếu vượt ngưỡng bảo vệ có thể làm hỏng cảm
biến.
- Cảm biến bán dẫn mỗi loại chỉ tuyến tính trong một giới hạn nào đó, ngoài

dải này cảm biến sẽ mất tác dụng. Hết sức quan tâm đến tầm đo của loại cảm
biến này để đạt được sự chính xác.
- Loại này kém chịu đựng trong môi trường khắc nghiệt: Ẩm cao, hóa chất có
tính ăn mòn, rung sốc va chạm mạnh.
1.2.2 phương pháp đo không tiếp xúc
1.2.2.1. NHIỆT KẾ BỨC XẠ ( còn gọi là hỏa kế- pyrometer ).
- Cấu tạo: Làm từ mạch điện tử, quang học.
- Nguyên lý: Đo tính chất bức xạ năng lượng của môi trường mang nhiệt.
- Ưu điểm: Dùng trong môi trường khắc nghiệt, không cần tiếp xúc với môi
trường đo.
- Khuyết điểm: Độ chính xác không cao, đắt tiền.
- Thường dùng: Làm các thiết bị đo cho lò nung.
- Tầm đo: -54 <1000 D.F.
5
Bài tập lớn môn PLC
- Nhiệt kế bức xạ (hỏa kế ) là loại thiết bị chuyên dụng dùng để đo nhiệt độ
của những môi trường mà các cảm biến thông thường không thể tiếp xúc
được ( lò nung thép, hóa chất ăn mòn mạnh, khó đặt cảm biến).
- Gồm có các loại: Hỏa kế bức xạ, hỏa kế cường độ sáng, hỏa kế màu sắc.
Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc các vật mang nhiệt sẽ có hiện tượng
bức xạ năng lượng. Và năng lượng bức xạ sẽ có một bước sóng nhất định.
Hỏa kế sẽ thu nhận bước sóng này và phân tích để cho ra nhiệt độ của vật cần
đo.
Lưu ý khi sử dụng:
- Tùy theo thông số của nhà sản xuất mà hỏa kế có các tầm đo khác nhau, tuy
nhiên đa số hỏa kế đo ở khoảng nhiệt độ cao. Và vì đặc điểm không tiếp xúc
trực tiếp với vật cần đo nên mức độ chính xác của hỏa kế không cao, chịu
nhiều ảnh hưởng của môi trường xung quanh (góc độ đo, rung tay, ánh sáng
môi trường ).
1.3 Tìm hiểu về loại PLC S7-200:

1.3.1 Khái quát về PLC S7 200
PLC, (viết tắt của programable logic controller) là thiết bị điều khiển
logic lập trình được, hay thiết bị logic khả trình cho phép thực hiện linh hoạt
các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Như vậy
với chương trình điều khiển trong PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn có
thể dễ dàng thay đổi thuật toán điều khiển và trao đổi thông tin với môi
trường bên ngoài ( PLC khác hoặc máy tính ). S7-200 là thiết bị điều khiển
logic khả trình của hãng Siemens ( CHLB Đức ), có cấu trúc kiểu module và
có các module mở rộng. Các module này được sử dụng với những mục đích
khác nhau. Toàn bộ nội dung chương trình được lưu trong bộ nhớ của PLC,
trong trường hợp dung lượng bộ nhớ không đủ ta có thể sử dụng bộ nhớ ngoài
để lưu chương trình và dữ liệu (Catridge ). Dòng PLC S7-200 có hai họ là
21X ( loại cũ ) và 22X ( loại mới ), trong đó họ 21X không còn sản xuất nữa.
6
Bài tập lớn môn PLC
Họ 21X có các đời sau: 210, 212, 214, 215-2DP, 216; họ 22X có các đời sau:
221, 222, 224, 224XP, 226, 226XM
* Thông số và các đặc điểm kỹ thuật của series 22X :
11.3.2
1.3.1.1 CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA S7-200:
1. Hình dáng và cấu trúc bên ngoài:
1.1. Các đầu vào/ra số:
- Đầu vào (Ix.x ): kết nối với nút bấm, công tắc, sensor…với điện áp
vào tiêu chuẩn 24VDC.
- Đầu ra (Qx.x): kết nối với thiết bị điều khiển với các điện áp
24VDC/220VAC ( tùy theo loại CPU ).
- Đầu vào nguồn: 24VDC/220VAC ( tùy theo loại CPU ).
1.2. Đèn trạng thái:
- Đèn RUN (màu xanh): Chỉ báo PLC đang ở chế độ làm việc và thực
hiện chương trình đã được nạp vào bộ nhớ chương trình.

7
Bài tập lớn môn PLC
- Đèn STOP (màu vàng): Chỉ báo PLC đang ở chế độ dừng và không
thực hiện chương trình, các đầu ra đều ở trạng thái “OFF”.
- Đèn SF/DIAG: Chỉ báo hệ thống bị hỏng tức do lỗi phần cứng hoặc
hệ điều hành.
- Đèn Ix.x(màu xanh): Chỉ báo trạng thái của đầu vào số(ON/OFF).
- Đèn Qx.x(màu xanh): Chỉ báo trạng thái của đầu ra số(ON/OFF).
1.3. Port truyền thông:
- Port truyền thông nối tiếp RS485: Giao tiếp với PC, PG, TD200, OP,
mạng biến tần…
- Port cho module mở rộng: Kết nối với module mở rộng.
1.4. Công tắc chuyển chế độ:
- RUN: Cho phép PLC thực hiện chương trình, khi chương trình lỗi hoặc gặp
lệnh STOP thì PLC tự động chuyển sang chế độ STOP mặc dù công tắc vẫn ở
vị trí RUN ( quan sát đèn trạng thái ).
- STOP: Dừng cưỡng bức chương trình đang chạy, các đầu ra chuyển về OFF.
- TERM: Cho phép người dùng chọn một trong hai chế độ RUN/STOP từ xa,
ngoài ra còn được dùng để download chương trình người dùng.
1.5. Vít chỉnh tương tự:
Mỗi PLC đều có từ một đến hai vít chỉnh tương tự có thể xoay được
270 độ để thay đổi giá trị của vùng nhớ biến trong chương trình.
2. Cấu trúc phần cứng:
Cấu trúc phần cứng của một PLC gồm có các module sau:
- Module nguồn.
- Module đầu vào.
- Module đầu ra.
8
Bài tập lớn môn PLC
- Module đơn vị xử lý trung tâm (CPU).

- Module bộ nhớ.
- Module quản lý phối ghép vào ra.
Mô hình tổng quát
của một PLC
2.1. Đơn vị xử lý trung tâm
(CPU Central Processing Unit):
CPU dùng để xử lý, thực hiện những chức năng điều khiển phức tạp
quan trọng của PLC. Mỗi PLC thường có từ một đến hai đơn vị xử lý trung
tâm. CPU thường được chia làm hai loại: đơn vị xử lý “một bit” và đơn vị xử
lý “từ ngữ”:
- Đơn vị xử lý “một bit”: Chỉ áp dụng cho những ứng dụng nhỏ, đơn
giản, chỉ đơn thuần xử lý ON/OFF nên kết cấu đơn giản, thời gian xử lý dài.
- Đơn vị xử lý “từ ngữ”: Có khả năng xử lý nhanh các thông tin số, văn
bản, phép toán, đo lường, đánh giá, kiểm tra nên cấu trúc phần cứng phức tạp
hơn nhiều tuy nhiên thời gian xử lý được cải thiện nhanh hơn.
2.2. Bộ nhớ:
Bao gồm các loại bộ nhớ RAM, ROM, EEFROM, là nơi lưu trữ các
thông tin cần xử lý trong chương trình của PLC. Bộ nhớ được thiết kế thành
dạng module để cho phép dễ dàng thích nghi với các chức năng điều khiển
với các kích cỡ khác nhau. Muốn mở rộng bộ nhớ chỉ cần cắm thẻ nhớ vào
rãnh cắm chờ sẵn trên module CPU
Bộ nhớ có một tụ dùng để duy trì dữ liệu chương trình khi mất điện
2.3. Khối vào/ra:
9
Khối ngõ vào
Bộ nguồn Đơn vị xử lý
trung tâm
Quản lý ghép
nối
Bộ nhớ

Khối ngõ ra
Bài tập lớn môn PLC
Khối vào ra dùng để giao tiếp giữa mạch vi điện tử của PLC (điện áp
5/15VDC) với mạch công suất bên ngoài (điện áp 24VDC/220VAC). Khối
ngõ vào thực hiện việc chuyển mức điện áp từ cao xuống mức tín hiệu tiêu
chuẩn để đưa vào bộ xử lý.
Khối ngõ ra thực hiện việc chuyển mức tín hiệu từ tiêu chuẩn sang tín
hiệu ngõ ra và cách ly quang.
2.4. Bộ nguồn:
Biến đổi từ nguồn cấp bên ngoài vào để cung cấp cho sự hoạt động của
PLC.
2.5. Khối quản lý ghép nối:
Dùng để phối ghép giữa PLC với các thiết bị bên ngoài như máy tính,
thiết bị lập trình, bảng vận hành, mạng truyền thông công nghiệp.
1.3.1.2. CẤU TRÚC BỘ NHỚ:
1. Phân chia bộ nhớ:
Bộ nhớ của PLC S7-200 được chia thành bốn vùng cơ bản và hầu hết
có thể đọc ghi được chỉ trừ vùng nhớ đặc biệt (SM) chỉ có thể truy cập để đọc.
EEFROM Miền nhớ ngoài
Cấu
trúc bộ nhớ
của PLC.
10
Bài tập lớn môn PLC
- Vùng nhớ chương trình: Là miền nhớ được dùng để lưu trữ các lệnh
được dùng trong chương trình.Vùng này thuộc kiểu non-volatile có thể đọc và
ghi được.
- Vùng nhớ tham số: Dùng để lưu giữ các tham số như từ khóa, địa chỉ
trạm… Vùng này thuộc kiểu non-volatile có thể đọc và ghi được.
- Vùng dữ liệu: Dùng để cất giữ các dữ liệu của chương trình bao gồm

kết quả các phép tính, các hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ
đệm truyền thông…
- Vùng đối tượng: Bao gồm các bộ đếm, bộ định thì, các cổng vào ra
tương tự. Vùng này không thuộc kiểu non-volatile nhưng có thể đọc và ghi
được.
Hai vùng nhớ cuối có ý nghĩa quan trọng trong việc thực hiện một
chương trình.
2. Vùng nhớ chương trình:
Vùng nhớ chương trình gồm ba khối chính: OB1, SUBROUTIN và
INTERRUPT.
- OB1: Chứa chương trình chính, các lệnh trong khối này luôn được
quét trong mỗi vòng quét.
- SUBROUTIN: Chứa chương trình con, được tổ chức thành hàm và có
biến hình thức để trao đổi dữ liệu, chương trình con sẽ được thực hiện khi có
lệnh gọi từ chương trình chính.
- INTERRUPT: Miền chứa chương trình ngắt, được tổ chức thành hàm
và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất kỳ một khối chương trình nào khác.
Chương trình này sẽ được thực hiện khi có sự kiện ngắt xảy ra.
3. Vùng nhớ dữ liệu:
11
Bài tập lớn môn PLC
Vùng dữ liệu là một vùng nhớ động. Nó có thể được truy cập theo từng
bit, từng byte, từng từ đơn (word) hay từ kép (double word) và được sử dụng
làm miền lưu trữ dữ liệu cho các thuật toán, các hàm truyền thông, lập bảng,
các hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ…Vùng dữ liệu
được chia thành những vùng nhớ nhỏ để phục vụ cho những mục đích và
công dụng khác nhau, bao gồm các vùng sau:
- V (Variable memory): Vùng nhớ biến.
- I (Input image register): Vùng đệm đầu vào.
- Q (Output image register): Vùng đệm đầu ra.

- M (Internal memory bits): Vùng nhớ các bit nội.
- SM (Special memory): Vùng nhớ đặc biệt.
Cách thức truy cập địa chỉ của vùng nhớ dữ liệu:
3.1. Truy cập trực tiếp:
- Truy cập theo bit: Tên miền nhớ + địa chỉ byte + • + chỉ số bit.Ví
dụ:V10.4 chỉ bit 4 của byte 10 thuộc miền nhớ V.
- Truy cập theo byte: Tên miền nhớ + B + địa chỉ byte. Ví dụ VB15 chỉ
byte 15 trong miền nhớ V.
- Truy cập theo từ: Tên miền nhớ + W + địa chỉ byte cao của từ. Ví dụ
VW183 chỉ từ đơn gồm hai byte là VB183 và VB184 trong đó VB183 là byte
cao trong từ 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
VB183(byte cao) VB184(byte thấp) VW183
- Truy cập theo từ kép: Tên miền + D + địa chỉ byte cao trong miền.Ví
dụ VD345 chỉ từ kép gồm 4 byte 345, 346, 347, 348 trong miền nhớ V trong
đó 345 là byte cao trong từ kép. 31 24 23 16 15 8 7 0
VB183(byte cao) VB184 VB185 VB186(byte thấp) VD183
12
Bài tập lớn môn PLC
3.2. Truy cập gián tiếp:
Truy cập địa chỉ gián tiếp thông qua con trỏ (pointer). Con trỏ là một
miền nhớ từ kép chứa địa chỉ của vùng nhớ khác. Các vùng nhớ V, L và thanh
ghi chỉ mục ( AC1,AC2,AC3 ) có thể được sử dụng như là con trỏ. Để sử
dụng con trỏ phải sử dụng lệnh MOVE_D để chuyển địa chỉ của vùng nhớ
được định địa chỉ gián tiếp vào vùng con trỏ. Con trỏ cũng có thể được
chuyển tới chương trình con như là một tham số. S7-200 cho phép con trỏ
truy cập các vùng nhớ V,M,I,Q,S,T,C theo giá trị hiện hành và không cho
phép truy cập theo từng bit và các vùng nhớ AI,AQ,HC,SM,L. Để truy cập
gián tiếp dữ liệu địa chỉ của một vùng nhớ, phải tạo một con trỏ cho vùng đó
bằng cách sử dụng ký tự & cùng với vùng nhớ có địa chỉ cần lấy. Toán hạng
đầu vào của lệnh phải bắt đầu với ký tự & để chỉ rằng địa chỉ vùng nhớ, thay

cho nội dung của nó được chuyển vào vùng định nghĩa toán hạng đầu ra của
lệnh. Quy ước sử dụng con trỏ để truy nhập như sau:
- & địa chỉ byte (cao): Toán hạng lấy địa chỉ của byte, từ hoặc từ kép.
VD: MOVD &VW100,AC1: Tạo con trỏ bằng cách đưa địa chỉ byte
cao VB100 vào trong thanh ghi AC1, thanh ghi AC1 sẽ chứa địa chỉ của
VW100
- * con trỏ: Toán hạng lấy nội dung của byte, từ hoặc từ kép mà con trỏ
chỉ vào.
Theo ví dụ trên, khi đã tạo con trỏ ta có thể lấy nội dung của AC1 và
chuyển vào VW300 bằng cách dùng toán hạng lấy nội dung trỏ vào thanh ghi
AC1
VD: MOVW &AC1,VW300: Nội dung của AC1 được chuyển vào
VW300.
13
Bài tập lớn môn PLC
4. Vùng đối tượng:
Vùng đối tượng được sử dụng để lưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập
trình như các giá trị tức thời, giá trị đặt trước của bộ đếm, hay timer. Dữ liệu
kiểu đối tượng bao gồm các thanh ghi của Timer,
Counter, HSC, bộ đệm vào ra tương tự và các thanh ghi chỉ mục.
I.2.7. Ngôn ngữ lập trình.
Có 3 dạng ngôn ngữ lập trình cơ bản đó là:
- Phương pháp hình thang ( Ladder Logic ) viết tắt là LAD.
- Phương pháp liệt kê lệnh ( Statemnt List ) viết tắt là STL.
- Phương pháp theo dạng dữ liệu hình khối( Data Block) viết tắt là DB.
14
Bài tập lớn môn PLC
Nếu chương trình dược viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình sẽ tự tạo
ra một chương trình theo kiểu STL tương ứng. Nhưng ngược lại không phải
một chương trình nào được viết theo kiểu STL cũng có thể chuyển được sang

LAD.
Ở trong đồ án em sử dụng phương pháp hình thang(LAD).
LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ. Những thành phần cơ bản
dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng
rơle.Trong chương trình LAD các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic
như sau.
Tiếp điểm: Là biểu tượng (symbol) mô tả các tiếp điểm của rơ le, các
tiếp điểm đó có thể là thường mở hoặc thường đóng
Cuộn dây (coil): Là biểu tượng mô tả các rơ le được mắc theo chiều
dòng điện cung cấp cho rơ le.
Hộp (box): Là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có
dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là
các bộ thời gian (Timer), bộ đếm (Counter) và các hàm toán học
Mạng LAD: Là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi
từ đường nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn bên trái là
dây nóng, cấp (đường nguồn bên phải thường không được thể hiện khi dùng
chương trình tiện dụng STEP7-Mcro/Dos hoặcMicro/Win).
I.2.8. Các tập lệnh cơ bản trong S7-200.
I.2.8.1 Lệnh về bit.
Tiếp điểm thường mở.
Tiếp điểm thường đóng.
Cuộn coil, ngõ ra.
15
Bài tập lớn mơn PLC
Trạng thái đảo bit
Set bit.
Lấy sườn lên
Lấy sườn xuống
I.2.8.2. Lệnh nạp tiếp điểm thường mở, thường đóng vào thanh nguồn
(LD, LDI)

Bảng1 Mơ tả lệnh nạp tiếp điểm vào thanh nguồn
Ladder Vùng nhớ Mơ tả
N: X, Y, M, S, T,
C
Tiếp điểm
thường mở sẽ
được đóng nếu
n = 1
N: X, Y, M, S, T,
C
Tiếp điểm
thường mở sẽ
đóng tức thời
khi n = 1
Lệnh trên STL Vùng nhớ Mơ tả
LD n
n: I, Q, M, SM,
(bit) T, C, V
Lệnh nạp giá trị
logic của điểm n
vào bit đầu tiên
trong ngăn xếp
LDN n n: I, Q, M, SM,
(bit) T, C, V
Lệnh nạp giá trị
logic nghịch đảo
của điểm n vào
bit đầu tiên trong
16
Bài tập lớn môn PLC

ngăn xếp
I.2.8.3. Lệnh đầu ra (OUT)
Bảng 2 Mô tả lệnh OUT
Ladder Vùng nhớ Mô tả
n; I, Q, M, SM,
T, C, V
Cuộn dây đầu ra
ở trạng thái kích
thích khi có dòng
điện điều khiển đi
qua
Lệnh trên STL Vùng nhớ Mô tả
= n
n: I, Q, M, SM,
(bit) T, C, V
Sao giá trị của
định ngăn xếp tới
tiếp điểm n được
chỉ định trong
lệnh
I.2.8.4. Nối tiếp tiếp điểm thường mở, tiếp điểm thường đóng
(AND, ANI)
Bảng 3 Mô tả các lệnh nối tiếp điểm
Ladder STL Vùng nhớ Chức năng
AND n
n: X, Y, M,
S, T, C
Lệnh thực hiện phép tính
logic and giữa giá trị của tiếp
điển n với giá trị logic bit đầu

tiên của ngăn xếp. Kết quả
lưu giữ ở bit đầu tiên của
ngăn xếp.
17
Bài tập lớn môn PLC
AN n
n: X, Y, M,
S, T, C
Lệnh thực hiện phép tính
logic and giữa giá trị nghịch
đảo của tiếp điển n với giá trị
logic bit đầu tiên của ngăn
xếp. Kết quả lưu giữ ở bit
đầu tiên của ngăn xếp.
I.2.8.5. Lệnh nối song song tiếp điểm thường mở, tiếp điểm thường đóng
(OR, ORI)
Bảng 4 Mô tả các lệnh nối tiếp điểm
Ladder Intruction
Vùng
nhớ
Chức năng
OR
n: X, Y,
M, S, T,
C
Lệnh thực hiện phép tính logic or
giữa giá trị logic của tiếp điển n
với giá trị logic bit đầu tiên của
ngăn xếp. Kết quả lưu giữ ở bit
đầu tiên của ngăn xếp.

ON
n: X, Y,
M, S, T,
C
Lệnh thực hiện phép tính logic or
giữa giá logic trị nghịch đảo của
tiếp điển n với giá trị logic bit đầu
tiên của ngăn xếp. Kết quả lưu giữ
ở bit đầu tiên của ngăn xếp.
I.2.8.6. Lệnh lấy sườn lên, sườn xuống (LDP, LDN)
Bảng 5 Mô tả các lệnh lấy sườn
Ladder Toán hạng Mô tả
18
Bài tập lớn môn PLC
Không có n: X, Y, M, S, T, C
Không có n: X, Y, M, S, T, C

I.2.8.9. Lệnh nối nối tiếp các khối lệnh (ANB)
Bảng 8 Lệnh nối tiếp và các khối lệnh
Ladder Intruction Vùng nhớ Bước lập trình
ANB
(And Block)
1
I.2.8.10. Lệnh nối song song các khối lệnh (ORB)
Bảng 9 Lệnh nối song song và các khối lệnh
Ladder Intruction Vùng nhớ Bước lập trình
ORB
(Or Block)
1
I.2.8.11. Lệnh rẽ nhánh (MPS, MRD, MPP)

Bảng 10 Lệnh rẽ nhánh
Ladder Intruction Vùng nhớ Bước lập trình
19
Bài tập lớn môn PLC
MPS
MRD
MPP
1
1
1

I.2.8.12. Lệnh ghi xóa giá trị tiếp điểm (SET, RST)
Bảng 11 Các lệnh ghi và xóa tiếp điểm
Ladder Intruction Vùng nhớ
Bước lập
trình
SET n n: Y, M, S 1
RST n n: Y, M, S, T, C, D, V, Z 1
Mô tả: Lệnh SET: Lệnh ghi giá trị logic 1 cho toán hạng n (tiếp điểm
n) khi đầu vào của nó được thỏa mãn.
Lệnh RST: Lệnh ghi giá trị logic 0 cho toán hạng n (tiếp điểm n) khi
đầu vào của nó được thỏa mãn.
I.2.8.13. Lệnh lấy sườn xung tín hiệu đầu vào (PLS, PLF)
Bảng 12 Lệnh lấy sườn và các tín hiệu dầu vào
Ladder Intruction Vùng nhớ Bước lập trình
PLS n n: Y, M 2
PLF n n: Y, M 2
20
Bài tập lớn môn PLC
I.2.8.14. Lệnh chuyển dữ liệu (MOV)

Bảng 13 Mô tả các lệnh dịch chuyển dữ liệu
Ladder Intruction Vùng nhớ Bước lập trình
MOV S D
S: Dữ liệu nguồn 16
bit (K, H, D, T, C,
V, Z)
D: Dữ liệu đích 16
bit (D, T, C, V, Z)
5
I.2.8.15 Lệnh tiếp điểm so sánh (=, >, <, <>, >=, <=)
Bảng 14 Các lệnh so sánh
Ladder Intruction Vùng nhớ Bước lập trình
LD = n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
LD < n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
LD > n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
21
Bài tập lớn môn PLC
LD <> n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
LD <= n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
LD >= n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
Mô tả: Lệnh tiếp điểm so sánh thực hiện việc so sánh dữ liệu trong 2 từ
n1 và n2 hoặc 1 hằng số với dữ liệu của một từ. Kết quả của phép so sánh sẽ
có giá trị bằng 1 nếu đúng (đóng tiếp điểm so sánh) và bằng 0 nếu sai (mở
tiếp điểm so sánh).
I.2.8.16. Lệnh nối tiếp tiếp điểm so sánh (AND=, AND>, AND<, AND<>,
AND>=, AND<=)

Bảng 15 Lệnh nối tiếp điểm so sánh
Ladder Intruction Vùng nhớ
Bước lập

trình
AND = n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
AND < n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
AND > n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
AND <> n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
AND <= n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
22
Bài tập lớn môn PLC
AND >= n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
Mô tả: Lệnh thực hiện phép toán AND giữa một tiếp điểm với tiếp
điểm so sánh. Tùy thuộc vào trạng thái của tiếp điểm và kết quả của phép so
sánh mà cho kết quả tổ hợp logic.
I.2.8.17. Lệnh nối song song tiếp điểm so sánh (OR<, OR>, OR<>,
OR>=, OR<=)
Bảng 16 Lệnh nối song song điểm so sánh
Ladder
Intruct
ion
Vùng nhớ
Bư
ớc lập
trình
OR = n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
OR < n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
OR > n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
23
Bài tập lớn môn PLC
OR <> n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
OR <= n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1
OR >= n1 n2 n1, n2: K, H, D, T, C 1

Mô tả: Lệnh thực hiện phép toán OR giữa một tiếp điểm với tiếp điểm
so sánh. Tùy thuộc vào trạng thái của tiếp điểm và kết quả của phép so sánh
mà cho kết quả tổ hợp logic.
I.2.8.18. Lệnh điều khiển Timer:
Timer là bộ tạo thời gian giữa tín hiệu ra nên trong điều khiển vẫn
thường được gọi là khâu trễ. Nếu ký hiệu tín hiệu (logic) vào là x(t) và thời
gian trễ tạo ra bằng Timer là  thì tín hiệu đầu ra của Timer đó sẽ là x(t –
). S7 – 200 có 64 bộ Timer (với CPU 212) hoặc 128 Timer (với CPU 214)
được chia làm hai loại khác nhau là:
- Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (On-Delay Timer), ký
hiệu là TON.
- Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), ký
hiệu là TONR.
Hai kiểu Timer của S7 – 200 (TON và TONR) phân biệt với nhau ở
phản ứng của nó đối với trạng thái đầu vào. Cả hai Timer kiểu TON và TONR
cùng bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ thời điểm có sườn lên ở tín hiệu
đầu vào, tức là khi tín hiệu đầu vào chuyển trạng thái logic từ 0 lên 1, được
24
Bài tập lớn môn PLC
gọi là thời gian 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 tự động reset. 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 ba độ phân giải
khác nhau, độ phân giải 1ms, 10ms và 100ms. Thời gian trễ  được tạo ra
chính là tích của độ phân giải của bộ Timer được chọn và giá trị đặt trước cho
Timer. Ví dụ Timer có độ phân giải 10ms và giá trị đặt trước là 50 thì thời
gian trễ sẽ là  = 500ms. Timer của S7 – 200 có những tính chất cơ bản sau:
- Các bộ Timer được điều khiển bởi một cổng vào và giá trị đếm tức

thời. Giá trị đếm tức thời của Timer được nhớ trong thanh ghi 2 byte (gọi là
T-word) của Timer, xác định khoảng thời gian trễ kể từ khi Timer được kích.
Giá trị đặt trước của các bộ Timer
- Được ký hiệu trong LAD và STL là PT. Giá trị đếm tức thời của thanh
ghi T-word thường xuyên được so sánh với giá trị đặt trước của Timer
Bảng 17 Cú pháp khai báo Timer
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 bằng 1. có thể reset
Timer kiểu TON bằng lệnh R hoặc bằng
Txx (word)
CPU214: 32÷63,
96÷127
PT: VW, T, (word)
C, IW, QW,MW,
SMW, AC, AIW,
25