Giáo trình PLC cơ bản (Nghề: Điện công nghiệp và Điện tử công nghiệp - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Đà Nẵng

BỘ ĐỊNH THỜI (TIMER)
ĐCN09

BÀI 5: BỘ ĐỊNH THỜI
(TIMER)

Thời gian (giờ)
LT

TH

BT

7

16

0

KT TS
2

25

Mục tiêu:
Sau khi học xong chƣơng này, học sinh sinh viên có khả năng:
 Trình bày đƣợc các chức năng của các bộ định thời
 Ứng dụng linh hoạt các bộ định thời vào trong các bài tốn lập trình
PLC thực tế: Lập trình, kết nối, vận hành.
 Chủ động, sáng tạo và đảm bảo an tồn trong q trình học tập
Các vấn đề chính sẽ được đề cập

 Tìm hiểu các tập lệnh Timer cơ bản
 Thực hành các bài tập sử tập lệnh Timer và kết nối PLC với thiết bị
ngoại vi.
 Lập trình trên máy tính và download vào PLC
A. NỘI DUNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Tổng quan về bộ định thời trong PLC (Timer)
Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong bộ
điều khiển vẫn gọi là khâu trễ.
Bộ điều khiển lập trình S7 – 200 có 256 timer (với CPU 222) đƣợc chia làm
3 loại khác nhau:
–
Timer tạo thời gian trễ khơng có nhớ (ON- Delay Timer) kí hiệu là TON.
–
Timer tạo thời gian trễ khơng có nhớ (OFF- Delay Timer) kí hiệu là TOF
–
Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive - ON – Delay Timer) kí hiệu là
TONR
Cả ba loại Timer đều có 3 loại với 3 độ phân giải thời gian khác nhau:
–
1ms
–
10ms
–
100ms
Thời gian trễ  đƣợc tạo ra chính là tích của độ phân giải của Timer đƣợc
chọn và giá trị đặt trƣớc cho Timer.
Ví dụ: một bộ Timer có độ phân giải 10ms, giá trị đặt trƣớc là 30 thì thời
gian trễ sẽ là  = 300 ms.
Timer TON, TOF và TONR đều có các độ phân giải là 1ms, 10ms, 100ms
và các giá trị cực đại là 32,767 s, 327,67 s, 3276,7 s. Độ phân giải và sự hoạt

động đƣợc đƣa ra ở các số hiệu Timer cũng nhƣ các giá trị thời gian. Giá trị thời

66


gian (PT) có thể là một số (Konstante) cũng có thể là word: VW, T, Z, EW,
AW, SMW, SW…
Bảng 5-1: Các loại Timer và độ phân giải

Reset một Timer
Một Timer đang làm việc có thể đƣợc đƣa lại về trạng thái ban đầu, cơng
việc đó đƣợc gọi là reset Timer. Khi reset một bộ Timer, T-word vàT-bit của nó
đồng thời đƣợc xố và có giá trị bằng 0, nhƣ vậy giá trị đếm tức thời đƣợc đặt về
0 và tín hiệu đầu ra cũng có logic bằng 0. Có thể reset bất cứ bộ Timer nào của
S7 – 200 bằng lệnh R. Có hai phƣơng pháp để reset một Timer TON, TOFF:
–
Xóa tín hiệu đầu vào
–
Dùng lệnh reset.
–
Dùng lệnh R là phƣơng pháp duy nhất để reset các bộ Timer kiểu TONR
Cập nhật Timer có độ phân giải là 1ms
CPU của S7 – 200 có các bộ Timer có độ phân giải 1ms cho phép PLC cập
nhật và thay đổi giá trị đếm tức thời trong T-word mỗi 1ms một lần. Các bộ
Timer có độ phân giải thấp này có khả năng điều khiển chính xác các thao tác.
Ngay sau khi bộ Timer với độ phân giải 1ms đƣợc kích, việc cập nhật để
thay đổi giá trị đếm tức thời trong T-word hoàn toàn tự động. Ch nên đặt giá trị
rất nhỏ cho PT của bộ Timer có độ phân giải 1ms. Tần số cập nhật để thay đổi
giá trị đếm tức thời và T-bit của một bộ Timer có độ phân giải 1ms khơng phụ
thuộc vào vịng qt (scan) của bộ điều khiển và vịng qt của chƣơng trình

đang chạy. Giá trị đếm tức thời và T-bit của bộ Timer này có thể đƣợc cập nhật
vào bất ký thời điểm nào trong v ng quét và đƣợc cập nhật nhiều lần trong một
vòng quét nếu thời gian vòng quét lớn hơn 1ms.
Thực hiện lệnh R đối với một Timer có độ phân giải 1ms đang ở trạng thái
làm việc có nghĩa là đƣa Timer đó về trạng thái ban đầu, giá trị đếm tức thời của
Timer đƣợc đƣa về 0 và T-bit nhận giá trị logic 0.
67


Cập nhật Timer có độ phân giải là 10ms
CPU của S7 – 200 có các bộ Timer với độ phân giải 10ms. Sau khi đã đƣợc
kích, việc cập nhật T-word và T-bit để thay đổi giá trị đếm tức thời và trạng thái
logic đầu ra của các bộ Timer này khơng phụ thuộc vào chƣơng trình và đƣợc
tiến hành hồn tồn tự động mỗi vịng qt một lần và tại thời điểm đầu vòng
quét.
Thực hiện lệnh R đối với một bộ Timer có độ phân giải là 10ms đang ở
trạng thái làm việc là đƣa Timer về trạng thái ban đầu và xố T-word và T-bit
của Timer.
Cập nhật Timer có độ phân giải là 100ms
Hầu hết các bộ Timer của S7 – 200 là các bộ Timer có độ phân giải là
10ms. Giá trị để lƣu trữu trong bộ Timer 100ms đƣợc tính tại mỗi đầu vịng
qt và thời gian để tính sẽ là khoảng thời gian từ đầu v ng quét trƣớc đó.
Việc cập nhật để thay đổi giá trị đếm tức thời của Timer ch đƣợc tiến hành ngay
tại thời điểm có lệnh khai báo cho Timer trong chƣơng trình. Bởi vậy quá trình
cập nhật giá trị đếm tức thời khơng phải là q trình tự động và khơng nhất thiết
phải thực hiện một lần trong mỗi vịng quét ngay cả khi Timer đã đƣợc kích.
2. Các bộ định thời trong PLC
2.1 Các bộ định thời không nhớ:
–
On – Delay Timer (TON)

Địa ch của On – Delay Timer ở S7 – 200 đƣợc cho theo độ phân giải nhƣ sau:
Bảng 5-2: Các loại Timer và độ phân giải

TON đƣợc viết trong LAD nhƣ sau:

Hình 5.1 Tập lệnh On-Delay Timer

68


Nếu giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trƣớc thì T-bit bằng 1.

Hình 5.2 Tập lệnh On-Delay Timer

Giản đồ thời gian của On-Delay Timer.

Hình 5.3 Giản đồ thời gian của On-Delay Timer.

69


–

OFF – Delay Timer (TOF)

Hình 5.4 Giản đồ thời gian của OFF-Delay Timer.

2.2 Các bộ định thời có nhớ
Địa ch của TONR ở S7 – 200 đƣợc cho theo độ phân giải nhƣ sau:
Bảng 5-3: Các loại Timer và độ phân giải

TONR đƣợc viết trong LAD nhƣ sau:

Hình 5.5 Tập lệnh On-Delay Timer

70


Ví dụ: Chƣơng trình đƣợc viết ở 3 dạng LAD nhƣ sau:

Hình 5.6 Tập lệnh On-Delay Timer

Giản đồ thời gian mơ tả hoạt động của ví dụ:

Hình 5.7 Tập lệnh On-Delay Timer

71


- Các bài tập ứng dụng các dạng lệnh trên.
Bài 1: Viết chƣơng trình mạch đảo chiều quay sau thời gian là 10s.
Bài 2: Viết chƣơng trình mạch chuyển đổi sao/tam giác sau thời gian là
10s.
Bài 3: Viết chƣơng trình đ n báo chớp tắc trong thời gian là 2s (0 – cho 1
giây đầu, 1 – cho 1 giây sau).
Bài 4: Viết chƣơng trình mạch đảo chiều quay sử dụng cơng tắc hành trình.
 2 Cơng tắc hành trình: Nhấn Reset động cơ trở về vị trí ban đầu tại S1.
Nhấn Start động cơ quay thuận, tác động công tắc hành trình S2 động cơ
dừng trong thời gian là 5s. Sau thời gian đó động cơ quay ngƣợc tác động
cơng tắc hành trình S1 động cơ dừng. Nhấn Stop thì động cơ đang hoạt

động sẽ dừng. Khi có sự cố quá tải động cơ dừng, có đ n báo chớp tắc
trong thời gian là 2s (0 – cho 1 giây đầu, 1 – cho 1 giây sau). Sau khi reset
relay nhiệt thì đ n tắc và hệ thống hoạt động lại theo u cầu.
 2 Cơng tắc hành trình: Nhấn Reset động cơ trở về vị trí ban đầu tại S1.
Nhấn Start động cơ quay thuận, tác động công tắc hành trình S2 động cơ
dừng trong thời gian là 5s. Sau thời gian đó động cơ quay ngƣợc tác động
cơng tắc hành trình S1 động cơ dừng và chu kỳ cứ lặp đi lặp lại liên tục.
Nhấn Stop thì động cơ đang hoạt động sẽ dừng. Khi có sự cố quá tải động
cơ dừng, có đ n báo chớp tắc trong thời gian là 3s (0 – cho 1,5 giây đầu, 1
– cho 1,5 giây sau). Sau khi reset relay nhiệt thì đ n tắc và hệ thống hoạt
động lại theo yêu cầu.

Hình 5.8 Bài tập ứng dụng Timer
 2 Cơng tắc hành trình: Nhấn Reset động cơ trở về vị trí ban đầu tại S1.

Nhấn Start động cơ quay thuận, đi qua cơng tắc hành trình S2 và đến tác
động cơng tắc hành trình S3 động cơ dừng trong thời gian là 5s. Sau thời
gian đó động cơ quay ngƣợc tác động cơng tắc hành trình S2 động cơ
dừng trong thời gian là 5s và chu kỳ cứ lặp đi lặp lại liên tục. Khi nhấn
Stop thì động cơ quay ngƣợc về tại cơng tắc hành trình S1 và dừng tại đó.
Khi có sự cố quá tải động cơ dừng, có đ n báo chớp tắc trong thời gian là
1s (0 – cho 0,5 giây đầu, 1 – cho 0,5 giây sau). Sau khi reset relay nhiệt
thì đ n tắc và hệ thống hoạt động lại theo yêu cầu

72


Hình 5.9 Bài tập ứng dụng Timer

Bài 4: Cho hệ thống yêu cầu công nghệ nhƣ sau :

 Nhấn ON1: Hệ thống chạy chế độ 1: Công tắc tơ K1 có điện cấp điện cho
động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy trƣớc. Sau 10 giây, Cơng tắc tơ K2
có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 chạy sau. Nhấn OFF,
Công tắc tơ K1 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 dừng trƣớc.
Sau 10 giây, Công tắc tơ K2 mất điện , động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2
dừng sau.
 Nhấn ON2: Hệ thống chạy chế độ 2: Nhấn PB1, Công tắc tơ K1 có điện
cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy trƣớc. Sau đó, nhấn
Nhấn PB2, Cơng tắc tơ K2 có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha
MOTOR 2 chạy sau. Nếu nhấn PB2 trƣớc, hệ thống không hoạt động.
Nhấn OFF hệ thống dừng hoạt động.
 Trong q trình hoạt động nếu có sự cố q tải, RN1 và RN2 tác động, hệ
thống dừng ngay lập tức.
Bài 5: Cho hệ thống yêu cầu công nghệ nhƣ sau:
 Nhấn ON1: Hệ thống chạy chế độ 1: Công tắc tơ K1 có điện cấp điện cho
động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy trƣớc. Sau 10 giây, Công tắc tơ K2
có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 chạy sau. Nhấn OFF,
Công tắc tơ K2 mất điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 dừng trƣớc.
Sau 10 giây, Công tắc tơ K1 mất điện , động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1
dừng sau.
 Nhấn ON2: Hệ thống chạy chế độ 2: Nhấn PB1, Công tắc tơ K1 có điện
cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy trƣớc. Sau đó, nhấn
Nhấn PB2, Cơng tắc tơ K2 có điện cấp điện cho động cơ KĐB 3 pha
MOTOR 2 chạy sau. Nếu nhấn PB2 trƣớc, hệ thống không hoạt động.
Nhấn OFF hệ thống dừng hoạt động.
 Trong q trình hoạt động nếu có sự cố quá tải, RN1 và RN2 tác động, hệ
thống dừng ngay lập tức.
Bài 6: 3 Động cơ tƣơng tự nhƣ bài 4,5
Bài 7: Cho hệ thống yêu cầu công nghệ nhƣ sau:
 Nhấn ON1: Hệ thống chạy chế độ 1: Công tắc tơ K1 có điện cấp điện cho

động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy 5 giây, rồi dừng. Tiếp tục, Công tắc

73


tơ K2 có điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 chạy 10 giây , dừng 10
giây . MOTOR 2 hoạt động 3 chu kì nhƣ vậy thì tự động dừng.
 Nhấn ON2: Hệ thống chạy chế độ 2: Công tắc tơ K1 có điện cấp điện cho
động cơ KĐB 3 pha MOTOR 1 chạy 8 giây, rồi dừng. Tiếp tục, Cơng tắc
tơ K2 có điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR 2 chạy 10 giây , rồi dừng.
MOTOR 1 chạy trở lại. Hệ thống hoạt động 5 chu kì nhƣ vậy thì tự động
dừng.
 Trong quá trình hoạt động nếu nhấn nút OFF hoặc có sự cố quá tải, RN1
và RN2 tác động, hệ thống dừng ngay lập tức.
Bài 8: Cho hệ thống yêu cầu công nghệ nhƣ sau:
 Nhấn ON1: Hệ thống chạy chế độ 1: Công tắc tơ K1 có điện, động cơ
KĐB 3 pha MOTOR chạy thuận 10 giây , dừng 10 giây . MOTOR hoạt
động 3 chu kì nhƣ vậy thì dừng chạy thuận, chuyển sang chạy nghịch 5
giây rồi tự động dừng hẳn.
 Nhấn ON2: Hệ thống chạy chế độ 2: Nhấn PB1, Công tắc tơ K1 có điện,
động cơ KĐB 3 pha MOTOR chạy thuận. Nhấn PB2, Cơng tắc tơ K2 có
điện, động cơ KĐB 3 pha MOTOR chạy nghịch. Muốn chuyển chế độ
thuận / nghịch bằng tay phải nhấn nút OFF.
 Trong q trình hoạt động nếu nhấn nút OFF hoặc có sự cố quá tải, RN1
và RN2 tác động, hệ thống dừng ngay lập tức.
Bài 9: Cho hệ thống yêu cầu công nghệ nhƣ sau:
 Nhấn ON1: Hệ thống chạy chế độ 1: Đ n xanh sáng 25 giây, đ n vàng
sáng 5 giây, đ n đỏ sáng 30 giây.
 Nhấn ON2: Hệ thống chạy chế độ 2: Đ n vàng sáng 3 giây, tắt 3 giây.
 Nhấn ON3: Hệ thống chạy chế độ 3: Nhấn PB1, đ n xanh tuyến 1 và đ n

đỏ tuyến 2 sáng. Nhấn PB2, đ n xanh tuyến 2 và đ n đỏ tuyến 1 sáng.
 Trong quá trình hoạt động nếu nhấn nút OFF hệ thống dừng ngay lập tức.
Bài 10: Cho hệ thống yêu cầu công nghệ nhƣ sau:
 Hệ thống sẵn sàng hoạt động khi cảm biến B1 phát hiện lƣới an tồn đã
đƣợc đóng lại. Đ n báo Đ1 sáng.
 Ấn START: Cuộn hút M0 của van 5/2 có điện, xy lanh tác động xuống ép
vật liệu. Sau thời gian 5s kể từ khi cơng tắc hành trình B2 tác động, Cuộn
hút M0 mất điện, xy lanh rút lên.
 Hệ thống dừng ngay lập tức, xy lanh rút lên, khi nhấn nút
EMERGENCY_OFF hay lƣới an toàn bị nâng lên.

74


Hình 5.10 Bài tập ứng dụng Timer

3. Các tập lệnh xử l thời gian thực
Đồng hồ thời gian thực ch có với CPU 214. Những giá trị đọc đƣợc hoặc
ghi đƣợc với đồng hồ thời gian thực là các giá trị về ngày, tháng, năm và các giá
trị về giờ, phút, giây. Các dữ liệu đọc, ghi với đồng hồ thời gian thực trong LAD
và trong STL có độ dài 1 byte và phải đƣợc mã hóa theo theo kiểu số nhị thập
phân thân BCD (thí dụ 16#95 cho năm 95). Chúng nằm trong bộ đệm gồm 8
byte liền nhau theo thứ tự:

Riêng giá trị về ngày trong tuần là một số tư ng ứng
Chủ
nhật

Thứ hai

Thứ ba

Thứ tư

Thứ
năm

Thứ sáu

Thứ bẩy

1

2

3

4

5

6

7

Các lệnh đọc, ghi:
READ_RTC (LAD)

Lệnh đọc đồng hồ thời gian thực là lệnh ghi thời gian và ngày tháng hiện
hành từ đồng hồ và đƣa chúng vào bộ đệm 8 byte bắt đầu tải địa ch T.

75


SET_RTC (LAD)

Lệnh set đồng hồ thời gian thực là lệnh ghi thời gian và ngày tháng hiện
hành đến đồng hồ bắt đầu tại bộ đệm 8 byte ở địa ch T
Bài tập ứng dụng đồng hồ thời gian thực
Bài tập 1: Báo giờ làm việc và tan tầm.
Nguyên lý hoạt động :
- Một xí nghiệp đƣợc trang bị một hệ thống tự động báo giờ làm việc và tan
tầm nhƣ sau:
- Giờ làm việc: Đúng 7:00 giờ sáng, thì một hồi còi vang lên kéo dài trong 1
phút báo hiệu giờ làm việc bắt đầu.
- Giờ tan tầm: Đúng 17:00 giờ, thì một hồi cịi vang lên kéo dài trong 1 phút
báo hiệu giờ làm việc kết thúc. Nhiệm vụ:- Lập bảng xác lập vào/ra.
Yêu cầu thực hiện:
- Vẽ sơ đồ mạch động lực, sơ đồ kết nối PLC (S7-200 CPU 222 AC/DC/RLY).
- Lập bảng địa ch vào ra.
- Viết chƣơng trình điều khiển cho PLC.
Bài tập 2: Hệ thống điều khiển đ n giao thông ngã tƣ với 6 đ n cho 2 hƣớng.
Sơ đồ nối dây mạch động lực:

76


Nguyên lý hoạt động :
- Xanh sáng 25 giây, đ n vàng sáng 05 giây, đ n đỏ sáng 30 giây.
- Gạc công tắc lên ON hệ thống hoạt động bình thƣờng, từ 22h đến 05h 30’ thì

hệ thống cho đ n vàng nháy sáng – tắt 2 giây ở cả 2 hƣớng.
- Gạc công tắc xuống OFF hệ thống dừng
Yêu cầu thực hiện:
- Vẽ sơ đồ mạch động lực, sơ đồ kết nối PLC (S7-200 CPU 222 AC/DC/RLY).
- Lập bảng địa ch vào ra.
- Viết chƣơng trình điều khiển cho PLC.
B. NỘI DUNG THỰC HÀNH
I. CÁC BƯỚC VÀ CÁCH THỰC HIỆN CÔNG VIỆC
1. Thiết bị, dụng cụ, vật tư: (Tính cho một ca thực hành gồm 20HSSV)
TT

Số lượng

Loại trang thiết bị

1

PLC S7-200 CPU 224

10 bộ

2

Cáp kết nối

10 sợi

3

Mơ hình kết nối sử dụng Jac cắm

10 bộ

4

Mơ hình lắp đặt tủ điện

10 bộ

5

Mỗi sinh viên chuẩn bị bộ dụng cụ thực hành nhƣ (Bút thử
điện, các loại kiềm, các loại tục vít, khoan pin cầm tay…)

10 bộ

6

Máy tính để bàn

10 bộ

7

Jac cắm

50 sợi

8

Xƣởng thực hành

1

2. Quy trình thực hiện
2.1. Qui trình tổng qt:
TT

1

Tên các
bước cơng
việc

Thiết bị, dụng
cụ, vật tư

Thí nghiệm Lập trình các bài
tập trên máy
tính.
Lắp đặt kết nối
các ngõ vào ra
với PLC.

Tiêu chuẩn
thực hiện công
việc

Lỗi thường gặp,
cách khắc phục

Thực hiện đúng
qui trình cụ thể
đƣợc mơ tả
trong giáo trình.

-Thí nghiệm các thao
tác kết nối ngõ vào
ra.
- Ghi chép kết quả
thực nghiệm
* Cần nghiêm túc
77


2

4

5

Ghi kết quả Giấy , bút
thí nghiệm

Ghi chép đúng thực hiện đúng qui
chính xác kết trình, qui định của
quả
thực GVHD
nghiệm.

Nộp tài liệu Giấy, bút, máy Đảm bảo đầy đủ
thu thập,
tính, tài liệu ghi khối lƣợng
ghi chép
chép đƣợc.
đƣợc cho
GVHD
Thực hiện
vệ sinh
công
nghiệp

- Máy tính để An tồn.
bàn.
Sạch sẽ.
- Thiết bị ngoại
vi
- Giẻ lau sạch

2.2. Qui trình cụ thể:
2.2.1. Kiểm tra tháo lắp mơ hình
a. Kiểm tra các thiết bị vào ra.
b. Kiểm tra cáp kết nối PLC với máy tính.
c. Tiến hành thí nghiệm: Mỗi nhóm ít nhất 2-3 sinh viên.
d. Ghi kết quả trình tự các bƣớc lập trình và mơ phỏng.
2.2.2. Nộp tài liệu thu thập, ghi chép được cho giáo viên hướng dẫn.
2.2.3. Thực hiện vệ sinh máy tính và thiết bị dụng cụ.
II. BÀI TẬP THỰC HÀNH
1. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ, vật tư.
Tên thiết bị

STT

Đ n vị
Số
Ghi chú
tính
lượng

1

Máy tính để bàn

Bộ

10

2

Phần mềm PLC S7_200

Bộ

10

3

Phần mềm mơ phỏng PLC S7_200

Bộ

10

4

PLC S7_200 CPU 224

Cái

10

5

ATM 3 pha

Cái

10

6

ATM 1 pha

Cái

10

7

Nguồn 1 chiều 24Vdc, 5A

Cái

10

8

Nút nhấn phục hồi

Cái

50

9

Công tắc chuyển

Cái

10

10

Relay trung gian Omron 220Vac, 10A

Cái

60

78

11

Công tắc tơ 220Vac

Cái

40

12

Relay nhiệt 220Vac

Cái

40

13

Đ n báo

Cái

20

14

Cảm biến tiệm cận diện cảm

Cái

10

15

Cảm biến tiệm cận diện dung

Cái

10

16

Cảm biến quang

Cái

10

17

Jac cắm

Cái

50

18

Bộ dụng cụ bộ đồ nghề điện

Cái

10

19

Dây điện 1.0

mét

50

20

Động cơ KĐB 3 pha

Cái

2

21

Giây nguồn 3 pha

mét

10

2. Chia nhóm:
Mỗi nhóm từ 2 – 3 SV thực hành trên máy tính để bàn, mơ hình jac cắm
và mơ hình tủ điện điều khiển.
3. Thực hiện qui trình tổng quát và cụ thể.
Thực hiện các thao tác lặp trình theo yêu cầu GVHD cụ thể.
III. YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP
Mục tiêu
Kiến thức

Nội dung
–

–

Kỹ năng

–
–

Thái độ

–

Điểm

Thực hành các bài tập của lệnh Timer bằng phần mềm
lập trình PLC S7_200 trên máy tính.

3

Thực hiện download chƣơng trình từ máy tính sang
PLC S7_200.
Kết nối PLC với thiết bị ngoại vi.
Vận hành thuần thục chuẩn xác.

5

Cẩn thận, lắng nghe, ghi chép, từ tốn, thực hiện tốt vệ
sinh cơng nghiệp

2

Tổng

10

C. CÂU HỎI ƠN TẬP VÀ BÀI TẬP:
1. Trình bày cấu trúc, hoạt động của lệnh Timer On delay.
2. Trình bày cấu trúc, hoạt động của lệnh Timer Off delay.

79


BỘ ĐẾM (COUNTER )
Thời gian (giờ)
ĐCN09

BÀI 6: BỘ ĐẾM (COUNTER)

LT

TH

BT

8

10

0

KT TS
2

20

Mục tiêu:
Sau khi học xong chƣơng này, học sinh sinh viên có khả năng:
 Trình bày đƣợc các chức năng của các bộ đếm.
 Ứng dụng linh hoạt các bộ đếm thƣờng và tốc độ cao vào trong các bài
toán lập trình PLC thực tế: Lập trình, kết nối, vận hành.
 Chủ động, sáng tạo và đảm bảo an toàn trong q trình học tập
Các vấn đề chính sẽ được đề cập
 Tìm hiểu các tập lệnh Counter cơ bản
 Thực hành các bài tập sử tập lệnh Counter và kết nối PLC với thiết bị ngoại
vi.
 Lập trình trên máy tính và download vào PLC
A. NỘI DUNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Tổng quan về các bộ đếm trong PLC
Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sƣờn xung trong S7 – 200. Các

bộ đếm của S7 – 200 đƣợc chia làm ba loại:
Bảng 6-1: Các loại bộ đếm của Counter

Type

Operation

Counter bit

CTU

- CU tăng giá trị hiện thời
- Giá trị hiện thời tiếp tục tăng
đến 32767.

- Bit của bộ đến ON khi giá
trị hiện thời lớn hơn hoặc
bằng Preset

CTD

- CD giảm giá trị hiện thời
- Giá trị hiện thời tiếp tục giảm
đến 0.

- Bit của bộ đếm ON khi giá
trih hiện thời bằng 0

CTUD

- CU tăng giá trị hiện thời
- CD giảm giá trị hiện thời
- Giá trị hiện thời tiếp tục tăng
hoặc giảm cho đến khi bộ đếm
đƣợc Reset.

- Bit của bộ đếm ON khi giá
trị hiện thời lớn hơn hoặc
bằng Preset.

80


2. Các bộ đếm thường trong PLC
2.1 Các tập lệnh so sánh
Các phép so sánh có thể sử dụng là so sánh ==, <>, >, >=, < ,<= và ch có
thể áp dụng cho Byte, số nguyên I, số nguyên kép DI và số thực R.
Dữ liệu tại ngõ vào IN1 đƣợc so sánh với dữ liệu tại ngõ vào IN2
Trong soạn thảo LAD thì tiếp điểm sẽ ON khi thoả mãn điều kiện so sánh.
Trong soạn thảo STL các lệnh Load, AND hoặc OR sẽ = 1 khi phép so sánh là
True.
Bảng 6-2: Các loại tiếp điểm so sánh

Dạng lệnh

Lệnh so sánh bằng sẽ làm cho tiếp điểm đóng
khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu Byte)

L
A

D
STL

LDB= IN1 IN2

LDW= IN1 IN2

LDD= IN1 IN2

L
A
D

Toán hạng :IN1,IN2: VD,ID ,MD,SMD, AC,
Const,HC,*VD, *AC
Lệnh so sánh bằng làm tiếp điểm đóng khi IN1
bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu Real số thực) và ngƣợc
lại

L
A
D
STL

Toán hạng :IN1,IN2: VW,IW ,MW,SMW, AC,
Const,T,C,AIW, *VD,*AC
Lệnh so sánh bằng làm cho tiếp điểm đóng khi
IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu Double Word) và
ngƣợc lại

L
A
D
STL

Toán hạng : IN1,IN2 : VB,IB, QB,MB,SMB,
AC,Const,*VD,*AC
Lệnh so sánh bằng sẽ làm cho tiếp điểm đóng
khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu Word) và
ngƣợc lại

L
A
D
STL

Mơ tả chức năng lệnh

LDR= IN1 IN2

Tốn hạng :IN1,IN2: VD, ID, QD, MD, SMD,
AC, HC, *AC Const, *VD
Lệnh so sánh lớn hơn hoặc bằng sẽ làm cho tiếp
điểm đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Byte)

81


STL

LDB >=IN1 IN2
Toán hạng : IN1,IN2 : VB,IB, QB,MB,SMB,
AC, Const,*VD,*AC
Lệnh so sánh lớn hơn hoặc bằng sẽ làm cho tiếp
điểm đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Word)

L
A
D
STL

LDW>=IN1 IN2

Lệnh so sánh lớn hơn hoặc bằng sẽ làm cho tiếp
điểm đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Dword)

L
A
D
STL

LDD >= IN1 IN2

LDR >= IN1 IN2

LDB <= IN1 IN2

LDW<= IN1 IN2

Toán hạng : IN1,IN2 : VW,IW,MW,SMW,
AC,Const,T,C,AIW, *VD,*AC
Lệnh so sánh nhỏ hơn hoặc bằng sẽ làm cho
tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Dword)

L
D
A
STL

Tốn hạng : IN1,IN2 : VB,IB,QB,MB,SMB,
AC,Const,*VD,*AC
Lệnh so sánh nhỏ hơn hoặc bằng sẽ làm cho
tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Word)

L
A
D
STL

Toán hạng : IN1,IN2 : VD, ID, QD,MD,
SMD,AC, HC, *AC Constant,*VD,
Lệnh so sánh nhỏ hơn hoặc bằng sẽ làm cho
tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Byte)

L
A
D
STL

Tốn hạng : IN1,IN2 : VD,ID ,MD,SMD,AC,
Const,HC,*VD, *AC
Lệnh so sánh lớn hơn hoặc bằng sẽ làm cho tiếp
điểm đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Real)

L
A
D
STL

Toán hạng : IN1,IN2 : VW,IW ,MW,SMW,
AC, Const,T,C,AIW, *VD,*AC

LDD <= IN1 IN2

Toán hạng :IN1,IN2: VD,ID ,MD,SMD, AC,
Const,HC,*VD, *AC

82


Lệnh so sánh nhỏ hơn hoặc bằng sẽ làm cho
tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Real)

L
A
D
STL

LDR <= IN1 IN2

Toán hạng :IN1,IN2: VD, ID, QD, MD, SMD,
AC, HC, *AC Constant, *VD,

Ví dụ: PLC điều khiển bãi giữ xe họat động với yêu cầu nhƣ sau:
–
Nếu số xe trong bãi nhỏ hơn 99 thì đ n Xanh sáng.
 Có xe vào thì cổng mở ra.
 Khi xe vào qua khỏi cổng. 30s sau thì đóng lại và ch số xe tăng lên 1.
–
Xe trong bãi bằng 99 thì đ n đỏ sáng, khơng mở cổng vào.
–
Nếu có xe trong bãi đi ra thì cổng ra mở, 30s sau thì đóng lại và ch số xe sẽ
giảm đi 1.
Chƣơng trình viết dƣới dạng LAD nhƣ sau:

83


2.2 Bộ đếm lên (Counter Up)
Bộ đếm lên (CTU) đếm số sƣờn lên của tín hiệu logic đầu vào (CU), tức là
đếm số lần thay đổi trạng thái logic từ 0 đến 1 của tín hiệu. Số sƣờn xung đếm
đƣợc, đƣợc ghi vào thanh ghi 2 byte của bộ đếm, gọi là thanh ghi C-word. Cứ

mỗi sƣờn xung tín hiệu thì giá trị đếm của bộ đếm Cxx tăng 1. Giá trị này có thể
tăng đến giá trị cao nhất của nó. Bộ đếm ch dừng lại nếu giá trị đếm đạt đến
+32767.
Nội dung của C-word, gọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm, luôn đƣợc so
sánh với giá trị đặt trƣớc (giá trị tới hạn) của bộ đếm, đƣợc ký hiệu là PV (Preset
value). Khi giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trƣớc này thì bộ
đếm báo ra ngồi bằng cách đặt giá trị logic 1 vào một bit đặt biệt của nó, đƣợc
gọi là C-bit. Trƣờng hợp giá trị đếm tức thời nhỏ hơn giá trị đặt trƣớc thì giá trị
logic là 0.
Bộ đếm sẽ đƣợc reset (0), nếu ngõ vào đặt tại R cuả nó đƣợc đóng mạnh
(bằng 1) hoặc khi lệnh R (reset) đƣợc thực hiện với C-bit. Khi bộ đếm đƣợc
reset, cả C-word và C-bit đều nhận giá trị 0.
Bộ đếm CTU đƣợc viết trong LAD, STL và giản đồ xung nhƣ sau:

84


Hình 6.1 Cấu trúc Counter Up

Ví dụ:

Hình 6.2 Ví dụ và giản đồ thời gian của Counter Up

2.3 Bộ đếm xuống (Counter Down)
Là bộ đếm xuống (CD).
Khi ngõ vào CD chuyển từ OFF sang ON thì giá trị PV giảm đi 1, nhƣng
trƣớc khi đếm phải tác động vào chân LD để Counter gán giá trị PV.
Bộ đếm CTD đƣợc viết trong LAD, STL, FBD và giản đồ xung nhƣ sau:

85

Hình 6.3 Cấu trúc Counter Down

Ví dụ:

Hình 6.4 Ví dụ và giản đồ thời gian của Counter Down

2.4 Bộ đếm lên/ xuống (Up - Down Counter)
Bộ đếm lên/xuống (CTUD) đếm lên khi gặp sƣờn lên của xung vào cổng
đếm lên, ký hiệu là CU trong LAD. Giá trị đếm của bộ đếm tăng 1 ở mỗi sƣờn
xung lên ở ngõ vào. Giá trị này có thể tăng đến giá trị cao nhất của nó. Bộ đếm
ch dừng lại nếu giá trị đếm đạt đến +32767. Bộ đếm CTUD đếm xuống khi gặp
sƣờn lên của xung vào cổng đếm xuống, ký hiệu là CD trong LAD. Giá trị đếm
của bộ đếm giảm đi 1 ở mỗi sƣờn xung lên ở ngõ vào CD. Bộ đếm ch dừng lại,
nếu giá trị đếm đạt đến -32767.
86


Nếu giá trị đếm tức thời >= giá trị đặt trƣớc ở ngõ vào PV, thì C-bit có giá
trị bằng 1. C n các trƣờng hợp khác C-bit có giá trị bằng 0.
Giống nhƣ bộ đếm CTU, bộ đếm CTUD cũng có thể đƣợc đƣa về trạng
thái khởi phát ban đầu bằng 2 cách:
–
Khi ngõ vào R có giá trị logic bằng 1
–
Dùng lệnh R (reset) để reset C-bit bộ đếm.
 Bộ đếm CTUD được viết trong LAD, STL và giản đồ xung như sau:

Hình 6.5 Cấu trúc Up-Down Counter

Ví dụ:

Hình 6.6 Ví dụ và giản đồ thời gian của Up-Down Counter

87


3. Bộ đếm tốc độ cao trong PLC (HSC)
3.1 Tổng quan về thiết bị đếm tốc độ cao
Bộ đếm tốc độ cao được sử dụng để theo dõi và điều khiển các quá
trình có tốc độ cao mà PLC không thể khống chế được do bị hạn chế về thời
gian của vòng quét.
Trong CPU 214 có ba bộ đếm tốc độ cao được đánh số lần lượt là:
HSC0, HSC1 và HSC2. Nguyên tắc hoạt động của bộ đếm tốc độ cao cũng
tương tự như các bộ đếm thông thường khác, tức là đếm theo sườn lên của tín
hiệu đầu vào. Số đếm được sẽ được hệ thống ghi nhớ vào một ô nhớ đặc biệt
kiểu từ kép và được gọi là giá trị đếm tức thời ký hiệu là CV. Khi giá trị đếm
tức thời bằng giá trị đặt trước thì bộ đếm phát ra một tín hiệu báo ngắt. Giá trị
đặt trước là một số nguyên 32 bit được lưu trong một ô nhớ kiểu từ kép, ký
hiệu là PV.
Chọn chế độ làm việc cho Bộ đếm tốc độ cao bằng lệnh HDFE và chỉ
có thể kích bộ đếm sau khi đã khai báo chế độ làm việc bằng lệnh HSC.
Nguyên lý làm việc của các bộ đếm tốc độ cao:
HSC0: Tần số đếm cực đại cho phép của HSC0 là 2 KHz. Bộ đếm
HSC0 sử dụng một cổng vào là I0.0 và chỉ có một chế độ làm việc duy nhất là
đếm tiến hoặc lùi số các sườn lên của tín hiệu đầu vào tại ngõ vào I0.0
HSC0 sử dụng từ kép SMD38 để lưu giá trị đếm tức thời CV, giá trị đặt
trước PV được ghi vào từ kép SMD42 (cả hai giá trị PV và CV là những số
nguyên 32 bit có dấu).

3.2. Xử Lý ngắt.
Chiều đếm tiến/lùi của HSC0 được qui định bởi trạng thái của bit SM37.3 như
sau: SM37.3 = 0 đếm lùi theo sườn lên của I0.0
= 1 đếm tiến theo sườn lên của I0.0
Các bước khai báo sử dụng HSC0 (nên thực hiện tại vòng quét đầu
tiên):
Nạp giá trị điều khiển phù hợp cho SMB37.
Xác định chế độ làm việc cho bộ đếm bằng lệnh HDEF (do HSC0 có
một chế độ làm việc nên lệnh xác định sẽ là: HDEF K0 K0)
Nạp giá trị tức thời ban đầu và giá trị đặt trước vào SMD38 và SMD42.
Khai báo sử dụng chế độ ngắt vào ra và kích tín hiệu báo ngắt HSC0
bằng lệnh ATCH.
Kích bộ đếm bằng lệnh HSC K0
HSC1: tần số đếm cực đại tại ngõ vào là 7KHz

88


HSC1 là một bộ đếm linh hoạt, sử dụng bốn đầu vào I0.6, I0.7, I1.0 và
I1.1 với 12 chế độ làm việc khác nhau. HSC1 sử dụng từ kép SMD48 để lưu
giá trị đếm tức thời CV, giá trị đặt trước PV được ghi vào từ kép SMD52 (cả
hai giá trị PV và CV là những số nguyên 32 bit có dấu).
Khác với HSC0, HSC1 có ba khả năng đếm:
Đếm tiến hoặc lùi theo sườn lên của I0.6 (chế độ 0, 1, 2, 3, 4, 5)
Đếm tiến theo sườn lên của I0.6 và lùi theo sườn lên của I0.7 (chế độ 6,
7, 8)
Đếm tiến hoặc lùi số lần lệch giá trị logic giữa hai cổng I0.6 và I0.7, tức
là số làn phép tính logic XOR của I0.6 và I0.7 có kết quả là 1 (chế độ 6, 7, 8)
Chiều đếm (tiến hay lùi) trong chế độ 0, 1, 2 được quy định bởi bit SM47.3
như sau:

SM47.3 = 0 đếm lùi theo sườn lên của I0.6
= 1 đếm tiến theo sườn lên của I0.6
và trong chế độ 3, 4, 5 bởi đầu vào I0.7 như sau:
I0.7 = 0 đếm lùi theo sườn lên của I0.6
= 1 đếm tiến theo sườn lên của I0.6
HSC1 có hai tần số đếm. Trong các chế độ 0÷8 tần số đếm bằng tần số
thay đổi trạng thái tín hiệu đầu vào là 7KHz, riêng trong chế độ 9, 10, 11 tùy
theo sự khai báo sử dụng mà tần số đếm có thể bằng hoặc có thể gấp 4 lần tần
số biến thiên trạng thái kết quả phép tính XOR giữa I0.6 và I0.7. Do đó trong
chế độ 9, 10, 11 tần số đếm cực đại cho phép của HSC1 sẽ là 28KHz.
Cấu trúc byte SMB47 được gọi là byte điều khiển của HSC1 như sau
SM47.0 Kiểu reset cho tín hiệu xoá tại I0.0 (chế độ 1,2,4,5,7,8,10,11)
SM47.1 Kiểu kích cho tín hiệu khởi động tại I1.1 (chế độ 2,5,8,11)
SM47.2 Tần số đếm của HSC1 (chế độ 9,10,11)
SM47.3 Chiều đếm: 0 - đếm lùi, 1 - đếm tiến
SM47.4 Cho phép đổi chiều đếm: 0-không cho phép, 1-cho phép
SM47.5 Cho phép sửa đổi giá trị đặt trước: 0-không cho phép, 1-cho
phép
SM47.6 Cho phép sửa đổi giá trị tức thời: 0-không cho phép, 1-cho
phép
SM47.7 1-cho phép kích HSC1, 0-cho phép huyû HSC1
3.3. Bộ đếm tốc độ cao.
89


Các bước khai báo sử dụng HSC1 (nên thực hiện tại vòng quét đầu
tiên):
Nạp giá trị điều khiển phù hợp cho SMB47 (ví dụ 16#F8=248)
Xác định chế độ làm việc cho bộ đếm bằng lệnh HDEF.
Nạp giá trị tức thời ban đầu vào SMD48 và giá trị đặt trước vào

SMD52.
Khai báo sử dụng chế độ ngắt vào/ra và kích tín hiệu báo ngắt HSC0
bằng lệnh ATCH.
Kích bộ đếm bằng lệnh HSC.
Khi sử dụng HSC1 cùng với chế độ ngắt vào/ra, các tín hiệu báo ngắt
sau đây sẽ được phát:
Báo ngắt khi CV=PV nếu tín hiệu báo ngắt kiểu 13 được khai báo.
Báo ngắt khi có tín hiệu báo thay đổi chiều đếm từ I0.7, nếu tín hiệu
báo ngắt kiểu 14 được khai báo.
Báo ngắt khi HSC1 bị reset bởi I1.0, nếu tín hiệu báo ngắt kiểu 15 được
khai báo.
HSC2: HSC2 có nguyên lý làm việc giống như HSC1. HSC1 và HSC2
làm việc độc lập, không ảnh hưởng nhau. Các ngõ vào I0.6, I0.7, I1.0, I1.1
của HSC1 được thay thế bằng I1.2, I1.3, I1.4 và I1.5 trong HSC2.
Cấu trúc byte SMB57 được gọi là byte điều khiển của HSC2, như sau:
SM57.0 Kiểu reset cho tín hiệu xóa tại I1.4 (chế độ 1,2,4,5,7,8,10,11)
SM57.1 Kiểu kích cho tín hiệu khởi động tại I1.5 (chế độ 2,5,8,11)
SM57.2 Tần số đếm của HSC2 (chế độ 9,10, và 11)
SM57.3 Chiều đếm: 0 - đếm lùi, 1 - đếm tiến.
SM57.4 Cho phép đổi chiều đếm: 0 - không cho phép, 1 – cho phép
SM57.5 Cho phép sửa đổi giá trị đặt trước: 0 -không cho phép, 1–cho
phép
SM57.6 Cho phép sửa đổi giá trị đếm tức thời:0 -không cho phép, 1-cho
phép
SM57.7 1 – cho phép kích HSC2, 0 – cho phép hủy HSC2
HSC2 có ba khả năng đếm giống như HSC1 và tần số đếm trong các chế độ
cũng giống như HSC1.
3.4. Bộ Phát xung tốc độ cao
90