GIÁO TRÌNH PLC s7 300 lý THUYẾT và ỨNG DỤNG CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY – BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ

GIÁO TRÌNH PLC S7-300
LÝ THUYẾT VÀ ỨNG DỤNG
(DÀNH CHO SINH VIÊN NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ – TỰ ĐỘNG HÓA )

BIÊN SOẠN:
ThS. NGUYỄN XUÂN QUANG

TP.HCM, THÁNG 12 NĂM 2006


Truong DH SPKT TP. HCM



MỤC LỤC
Chương 1
1.1 Giới thiệu PLCS7-300
1.1.1 Thiết bị điều khiển khả trình
1.1.2 Các module của PLCS7-300
1.2 Tổ chức bộ nhớ CPU
1.3 Vòng quét chương trình PLC
1.4 Cấu trúc chương trình.
1.4.1 Lập trình tuyế n tính
1.4.2 Lập trình cấu trúc
1.4.3 Các khối OB đặc biệt
1.5 Ngôn ngữ lập trình

Trang 1
1
1
2
8
10
11
12
12
13
14

Chương 2 Ngôn ngữ lập trình STL
HCM
TP.
2.1 Cấu trúc lệnh
huat
Ky t
2.1.1 Tóan hạng là dữ liệu
pham
H Su
2.1.2 Tóan hạng là địa chỉ
ng D
Truo
2.1.3 Thanh ghi trạng thái en ©
uy
2.2 Các lệnh cơ bản Ban q
2.2.1 Nhóm lệnh logic
2.2.2 Lệnh đọc thanh ghi trong ACCU

16
16
16
18
20
22
22
28

Chương 3 Ngôn ngữ Graph và ứn g dụng
3.1 Tạo một khối FB dưới dạng ngôn ngữ Graph
3.1.1 Tạo một khối FB Graph
3.1.2 Viết chương trình theo kiểu tuần tự
3.2 Viết chương trình cho ACTION cho các step
3.3 Viết chương trình cho TRANSITION
3.4 Lưu và đóng chương trình lại
3.5 Gọi chương trình từ trong khố i FB1 vào khối OB1
3.6 Download chương trình xuống CPU và kiểm tra tuần tự chương trình
3.6.1 Download chương trình xuốn g CPU
3.6.2 kiểm tra tuần tự chương trình
Chương 4 Phần mềm Step 7
4.1 Sơ lược về phần mềm Step 7
4.1.1 Cài đặt step 7
4.1.2 Các công việc khi làm việc với phần mềm Step 7
4.1.3 Seat giao diện PG/PC

32
32
32
32

36
37
39
40
40
40
41
42
42
42
43
43

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



4.2 cách tạo một chương trình ứng dụng với Step 7
4.2.1 Các bước sọan thảo một Project
4.2.2 Thiết lập phần cứng cho trạm
4.2.3 Sọan thảo chương trình cho các khối logic
Chương 5 Bộ hiệu chỉnh PID, các hàm xử lý tín hiệu tương tự
và ứng dụng
5.1 Giới thiệ u
5.2 Môdun mềm FB58
5.2.1 Giới thiệ u
5.2.2 Các thông số của FB58

5.3 Hàm FC105,FC106
5.3.1 Hàm FC105 định tỉ lệ ngõ vào Analog
5.3.2 Hàm FC106 không định tỉ lệ ngõ ra Analog
5.4 Ví dụ ứng dụng điề u khiể n mức nức trong bồn
HCM
TP.
5.4.1 Nguyên lý hoạt độ ng
huat
Ky t
5.4.2 Sơ đồ khối của hệ thống tự động
pham
5.4.3 Khai báo các thông số phần cứng g DH Su
ruon

n©T
quye
an

B

Thu vien DH SPKT TP. HCM -

44
44
46
51
54
45
55
55

66
71
71
72
73
73
75
76


Truong DH SPKT TP. HCM



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễ n Hồn g Sơn. Kỹ Thuậ t Truyề n Số Liệu- Nhà Xuấ t Bản Lao Động Và Xã
Hội.
2. Phan Xuân Minh & Nguyễ n Doãn Phướ c, 1997 : Lý Thuyế t Điều Khiển Mờ –
Nhà Xuất Bả n Khoa Họ c Và Kỹ Thuật.
3. Nguyễ n Doãn Phướ c, Phan Xuân Vũ , Vũ Vân Hoà, 2000. Tự Độ ng Hoá với
SIMATIC S7-300 – Nhà Xuất Bản Khoa Họ c Và Kỹ Thuật
4. SIMATIC S7-300 Điề u Khiển Hệ Thống (Systemhandling ), 2000. Đạ i Họ c Sư
Phạm Kỹ Thuậ t. Trung Tâm Việ t Đức . Bộ Môn Điện –Điện Tư.û
HCM
TP.
5. Hãng Siemens, SIMATIC’s Manual.
huat
Ky t
am

6. H Su ph
ng D
Truo
©
uyen
an q
B

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Giới thiệu PLC S7-300
1.1.1 Thiế t bị điều khiể n logic khả trình.
Thiết bị điề u khiển logic khả trình (Programmable Logic Controller) là
loại thiết bị thự c hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một
ngôn ngữ lập trình, thay vì phải thự c hiện thuậ t toán đó bằng mạ ch số. Như
vậy, PLC là một bộ điều khiển gọn, nhẹ và dễ trao đổi thông tin với môi trườ ng
bên ngoài (với cá c PLC khác hoặc máy tính). Toàn bộ chương trình điều khiển
được lưu trữ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khố i chương trình và đượ c
thự c hiện theo chu kỳ củ a vòng quét (scan).

CPU

Bộ nhớ chương trình

H Su
ng D
ruo

Bộ đệm
vào/ra

K
pham

Bộ xử lýT
n © trung tâm
quye
+
an

B

M

P. HC
uat T

y th

Timer

Hệ điều hành

Bộ đếm

Bit cờ

Cổng vào/ra
onboard

Bus củ a PLC

Quản lý kết nối

Cổng ngắt và
đếm tốc độ cao

Hình1.1. Cấu trúc bê n trong của một PLC
Để thự c hiện đượ c một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có
tính năn g như mộ t máy tính, nghóa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ
điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển, dữ liệu và tất nhiên phải có
cá c cổng và o/ra để giao tiế p được với đố i tượng điều khiể n và để trao đổi
Trang 1

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



thông tin với môi trườ ng xung quanh. Bên cạnh đó nhằm phục bài toán điều
khiển số, PLC cò n phải có thêm một số khối chứ c năng đặ c biệt khác như bộ
đếm (Counter), bộ định thờ i (Timer) … và những khối hàm chuyê n dùng.
Ưu điểm của bộ điều khiể n lập trình được so vớ i điều khiể n nối dây :

 Tính năng mở rộng: khả nă ng mở rộn g xử lý bằ ng cách thay đổi chương
trình lập trình một cách dễ dàng.
 Độ tin cậy cao.
 Cá ch kế t nối cá c thiế t bị điều khiển đơn giản.
 Hình dáng PLC gọn nhẹ.
 Giá thành và chi phí lắ p đặt thấ p.
 Phù hợp với mô i trường công nghiệ p.

CM

P.
Các ứ ng dụ ng của PLC trong sả n xuất và trong dân dụng: H
at T

 Điều khiể n các Robot trong cô ng nghiệp.
 Hệ thống xử lý nước sạch.

ruo

n©T
quye
 Công nghệ thự c phẩm.
Ban

H Su
ng D

ph

hu

yt
am K

 Công nghệ chế biến dầu mỏ.
 Công nghệ sản xuất vi mạch.
 Điều khiể n các máy công cụ.
 Điều khiể n và giám sát dây chuyề n sản xuất.
 Điều khiể n hệ thống đèn giao thô ng.
 …
1.1.2 Cá c module của PLC S7-300.
Để tăng tính mềm dẻ o trong cá c ứ ng dụng thự c tế mà ở đó phần lớ n cá c
đối tượ ng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín
hiệu vào/ra khá c nhau mà cá c bộ điề u khiể n PLC được thiết kế khôn g bị cứ ng
hoá về cấu hình. Chúng được chia nhỏ thành cá c module. Số cá c module đượ c
sử dụng nhiều hay ít tuỳ thuộ c vào từng bài toán, song tối thiểu bao giờ cũng có
module chính (module CPU, module nguồn). Các module còn lại là nhữ ng
module truyền nhậ n tín hiệu với các đối tượng điều khiể n, chú ng được gọi là
cá c module mở rộng. Tất cả các module đề u đượ c gá trên moät thanh Rack.
Module CPU:
Trang 2

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



Đây là loạ i module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, cá c bộ thời

gian, bộ đếm, cổ ng truyề n thông,… và có thể có các cổ ng và o/ra số. Các cổ ng
vào /ra tích hợ p trên CPU gọi là cổng vào ra onboard.
Trong họ PLC S7-300, cá c module CPU có nhiều loại và đượ c đặt tên theo
bộ vi xử lý bên trong như : CPU 312, CPU 314, CPU 316,…. Nhữ ng module
cùng một bộ vi xử lý nhưng khá c nhau số cổn g vào/ra onboard cũ ng như cá c
khối hàm đặc biệt thì được phân biệ t bằng cụm chữ cái IFM (Intergrated
Function Module). Ví dụ như CPU 312IFM, CPU 314IFM,….
Ngoài ra, còn có loại module CPU có hai cổng truyền thôn g, trong đó
cổng thứ hai dùn g để nối mạn g phân tán như mạ ng PROFIBUS (PROcess Field
BUS). Loại này đi kèm với cụm từ DP (Distributed Port) trong tê n gọi. Ví dụ
module CPU315-DP.
Module mở rộ ng:
Cá c module mở rộng đượ c thành 5 loại :

K
pham

M

P. HC
uat T

y th

u
1) PS (Power Supply): module nguồn là module tạ o ra nguồn có điện áp 24Vdc
DH S
ng3 loại: 2A, 5A và 10A.
o
cấ p nguồn cho các module khác.uCó

© Tr
uyen
an q
B

Hình1.2. Sơ đồ khối và sơ đồ đấ u dây của module nguồ n
PS307;2A (6ES7307-1BA00-0AB)
1

Đèn chỉ thị nguồn 24Vdc

2

Đômino nố i dây ngõ ra điện áp 24Vdc

3

Cầu chì bảo vệ quá dò ng

4

Đômino nố i dây vớ i điện áp 220Vac

5

ON/OFF Switch 24Vdc

Trang 3

Thu vien DH SPKT TP. HCM -

Truong DH SPKT TP. HCM



2) SM (Signal Module): Module mở rộn g vào/ra, bao gồm :
a) DI (Digital Input): module mở rộ ng cổn g vào số. Số cá c cổn g vào số mở
rộng có thể là 8, 16 hoặc 32 tuỳ thuộ c và o từng loại module.

M

P. HC
uat T

th

Ky
Hình 1.3. Sơ đồ đấu dây của module
Hình 1.4. Sơ đồ đấu dây củ a module
pham
H Su
SM221; DI 32 x AC 120V
SM221; DI 32 x DC 24V
ng D
ruo
(6ES7321-1EL00-0AA0)
(6ES7321-1BL00-0AA0)© T
en
Ban

quy

1

Số thứ tự các ngõ và o số trong module

2

Đèn chỉ thị mức logic

3

Bus bên trong củ a module

b) DO (Digital Output): module mở rộng cổng ra số. Số cá c cổn g vào số mở
rộng có thể là 8, 16 hoặc 32 tuỳ thuộ c và o từng loại module.

Hình 1.6. Sơ đồ đấu dây củ a module
SM 322; DO 16 x AC 120/230 V/1 A;
(6ES7322-1FH00-0AA0)

Hình 1.5.Sơ đồ đấ u dây củ a module
SM 322; DO 32 x 24 VDC/ 0.5 A;
(6ES7322-1BL00-0AA0)
Trang 4

Thu vien DH SPKT TP. HCM -

Truong DH SPKT TP. HCM



Hình 1.7. Sơ đồ đấ u dây củ a module
SM 322; DO 16 x Rel. AC 120/230 V;
(6ES7322-1HH01-0AA0)
1
2
3

Hình 1.8. Sơ đồ đấu dây củ a module
SM 322; DO 8 x Rel. AC 230V/5A;
HCM
(6ES7322-5HF00-0AB0)
TP.
at

ru

©T
Đèn chỉ thị mức n quyen
logic
Ba

h

Su p

DH

Số thứ tự các ngõ và o số trongnmodule
o g

hu

yt
am K

Bus bên trong củ a module

c) DI/DO (Digital Input/Digital Output): module mở rộng cổn g và o/ra số.
Số cá c cổng và o/ra số mở rộn g có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 và o/16 ra
tuỳ thuộc vào từn g loạ i module.

1

Số thứ tự các ngõ vào số trong
module

2

Đèn chỉ thị mứ c logic

3

Bus bên trong của module

Hình 1.9. Sơ đồ đấ u dây củ a module
SM 323; DI 16/DO 16 x DC 24 V/0.5 A;
(6ES7323-1BL00-0AA0)

Trang 5

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



d) AI (Analog Input): module mở rộng cổng vào tương tự. Bản chấ t chú ng
là những bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC). Số cá c cổng vào tương
tự có thể là 2, 4 hoặ c 8 tuỳ từ ng loại module, số bit có thể là
8,10,12,14,16 tùy theo từng loại module.
Ví dụ : Module SM 331; AI 2 x 12 bit; (6ES7331-7KB02-0AB0)
Các dạng tín hiệu đọ c đượ c
- Điện á p
- Dò ng điệ n
- Điện trở
- Nhiệt độ
Độ phân giải 12 bit

H Su
ng D
ruo

K
pham

M

P. HC
uat T

y th

n©T
quye
an

B

Hình 1.10. Sơ đồ đấu dây củ a module
Khi tín hiệ u vào là điệ n áp

Hình 1.11. Sơ đồ đấu dây củ a module
Khi tín hiệu vào là đòng điện

Hình 1.12. Sơ đồ đấu dây củ a module
Khi tín hiệ u vào là điệ n trở

Hình 1.13. Sơ đồ đấu dây của module
Khi tín hiệ u vào là Thermocouple

Trang 6

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM

e) AO (Analog Output): module mở rộng cổng ra tương tự. Chúng là nhữ ng
bộ chuyển đổ i từ số sang tương tự (DAC). Số cổ ng ra tương tự có thể là 2
hoặc 4 tuỳ từn g loại module.

K
pham

M

P. HC
uat T

y th

u
DH S
ngdây củ a module
Hình 1.14. Sơ © Trđấu
đồ uo
yen AO 4 x 12 Bit;
SM 332;
qu
Ban

(6ES7332-5HD01-0AB0)

f) AI/AO (Analog Input/Analog Output): module mở rộ ng vào /ra tương tự.
Số cá c cổ ng vào ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hoặ c 4 vào /4 ra tuỳ từ ng

loại module.
3) IM (Interface Module): Module kế t nối.

Hình 1.15. Sơ đồ đấu dây cuû a module
IM 365; (6ES7365-0BA01-0AA0)
Trang 7

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



Đây là loại module dùng để kết nối từn g nhóm các module mở rộn g thàn h một
khối và đượ c quản lý bở i một module CPU. Thông thøng các module mở rộ ng
được gá liền nhau trên một thanh rack. Mỗi thanh rack chỉ có thể gá đượ c nhiều
nhất 8 module mở rộng (không kể module CPU và module nguồn). Một module
CPU có thể làm việ c nhiều nhấ t với 4 thanh rack và các rack này phải được nối
với nhau bằ ng module IM.
4) FM (Function Module): Module có chức năn g điều khiển riêng như: module
điều khiển độn g cơ bướ c, module điều kiển động cơ servo, module PID,…
5) CP (Communication Processor): Module truyền trông giữ a PLC với PLC hay
giữ a PLC với PC.
1.2 Tổ chức bộ nhớ CPU.
 Vùng nhớ chức cá c thanh ghi: ACCU1, ACCU2, AR1, AR2,…

M

n H (do

 Load memory: là vùng nhớ chứa chương trình ứng tdụP.g C ngườ i sử
ua T
dụng viế t ) bao gồm tất cả các khối chương trình ứny tdụ ng OB, FC, FB, cá c
gh
am K
u h
khối chương trình trong thư viện hệ thốn g đượ cpsử dụn g (SFC, SFB) và các khối
DH S
g
dữ liệu DB. Vùn g nhớ này đượ©cTruon i một phần bộ nhớ RAM của CPU và
tạo bở
n
quye
EEPROM (nếu có EEPROM). Khi thự c hiện động tá c xoá bộ nhớ (MRES) toàn
Ban
bộ các khối chương trình và khố i dữ liệu nằm trong RAM sẽ bị xoá. Cũng như
vậy, khi chương trình hay khối dữ liệu đượ c đổ (down load) từ thiế t bị lập trình
(PG, máy tính) vào module CPU, chúng sẽ đượ c ghi lê n phầ n RAM của vù ng
nhớ Load memory.
 Work memory: là vùng nhớ chứ a các khối DB đang được mở, khối
chương trình (OB, FC, FB, SFC, hoặc SFB) đang được CPU thự c hiện và phần
bộ nhớ cấp phát cho những tham số hình thức để các khối chương trình này trao
đổi tham trị với hệ điề u hành và với các khố i chương trình khác (local block).
Tại một thờ i điểm nhất định vùng Work memory chỉ chứa một khố i chương
trình. Sau khi khối chương trình đó được thực hiện xong thì hệ điề u hành sẽ xoá
khỏi Work memory và nạp vào đó khối chương trình kế tiế p đến lượt đượ c thự c
hiện.
 System memory: là vùng nhớ chứ a các bộ đệm vào /ra số (Q, I), các biến
cờ (M), thanh ghi C-Word, PV, T-bit cuûa timer, thanh ghi C-Word, PV, C-bit
cuû a Couter. Việ c truy cập, sửa lỗi dữ liệu nhữn g ô nhớ này đượ c phân chia

hoặc bởi hệ điều hành củ a CPU hoặ c do chương trình ứn g dụng.
Có thể thấy rằn g trong các vùn g nhớ đượ c trình bày ở trê n không có vù ng
nhớ nào đượ c dù ng làm bộ đệm cho cá c cổ ng vào/ra tương tự. Nói cá ch khaù c
Trang 8

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



cá c cổng vào/ra tương tự không có bộ đệm và như vậy mỗi lệnh truy nhập
module tương tự (đọ c hoặ c gửi giá trị) đều có tác dụng trự c tiếp tớ i cá c cổ ng
vật lý củ a module.
Bảng1.1. vùng địa chỉ và tầm địa chỉ
Tên gọi

Kích thước truy cập

Kích thước tối đa (tuỳ
thuộ c vào CPU)

Process input image (I)

I

0.0 ÷ 127.7

Bộ đệm vào số

IB

0 ÷ 127

IW

0 ÷126

ID

0 ÷ 124
M

Process output image (Q) Q

P. HC
uat T

H Su
ng D
ruo

y th
am K 0.0 ÷ 127.7
ph

nâT
quye
QW

an

0 ữ 127

ID

0 ữ 124

Bit memory (M)

M

0.0 ữ 255.7

Vuứng nhụự cờ

MB

0 ÷ 255

MW

0 ÷ 254

MD

0 ÷ 252

Bộ đệm ra số

QB

B

0 ÷ 126

Timer (T)

T0 ÷ T255

Counter (C)

C0 ÷ C255

Data block (DB)

DBX

0.0 ÷ 65535.7

Khối dữ liệ u share

DBB

0 ÷ 65535

DBW

0 ÷ 65534

DBD

0 ÷ 65532

DIX

0.0 ÷ 65535.7

Data block (DI)

Trang 9

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



Khối dữ liệ u instance

DIB

0 ÷ 65535

DIW

0 ÷ 65534

DID

0 ÷ 65532

Local block (L)

L

0.0 ÷ 65535.7

Miền nhớ địa phương
cho các tham số hình
thứ c

LB

0 ÷ 65535

LW

0 ÷ 65534

LD

0 ÷ 65532

Peripheral input (PI)

PIB

0 ÷ 65535

PIW

0 ÷ 65534

PID

0 ÷ 65532

Peripheral output (PQ)

PQB
PQW

H Su
ng D
ruo

nâT
PQD
quye
an

B

K
pham

M

P. HC
uat T

0h
y tữ 65535
0 ữ 65534
0 ÷ 65532

Trừ phần bộ nhớ EEPROM thuộc vùng Load memory và một phần RAM
tự nuôi đặc biệt (non-volatile) dùng để lưu giữ tham số cấu hình trạm PLC như
địa chỉ trạm (MPI address), tên cá c module mở rộn g, tất cả các phần bộ nhớ
còn lạ i ở chế độ mặc định không có khả năng tự nhớ (non-retentive). Khi mất
nguồn nuôi hoặ c khi thự c hiệ n côn g việ c xoá bộ nhớ (MRES), toàn bộ nội dung
củ a phầ n bộ nhớ non-retentive sẽ bị mấ t.
1.3 Vò ng qué t chương trình của PLC.
PLC thự c hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp đượ c gọi là
vòng qué t (scan). Mỗi vò ng quét được bắt đầu bằ ng giai đoạn chuyển dữ liệu
từ các cổng vào số tới vùn g bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai thự c hiện chương
trình. Trong từng vòng qué t, chương trình đượ c thực hiện từ lện h đầu tiên đến
lệnh kết thú c của khố i OB1 (Block end). Sau giai đoạn thự c hiện chương trình
là giai đoạn chuyển các nội dung củ a bộ đệm ả o Q tớ i cá c cổng ra số. Vòng
quét đượ c kế t thúc bằng giai đoạ n truyền thông nộ i bộ và kiểm tra lỗi.
Thời gian cần thiết để PLC thự c hiệ n đượ c một vò ng quét gọ i là thời gian
vòng qué t (Scan time). Thời gian vò ng qué t không cố định, tức là khô ng phải
vòng quét nào cũ ng được thự c hiện lâu, có vòng quét đượ c thực hiện nhanh tuyø

Trang 10

Thu vien DH SPKT TP. HCM -

Truong DH SPKT TP. HCM



thuộ c vào số lệnh trong chương trình đượ c thực hiệ n, vào khối dữ liệu đượ c
truyền thông… trong vòn g quét đó.

Hình 1.16. Vòng qué t CPU
Như vậy giữ a việ c đọ c dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toá n và M c gử i tín
việ
HC
TP. bằng thờ i gian
hiệu điều khiển tới đố i tượng có một khoản g thờ i gian trễ at ng
đú
thu
Ky định tính thời gian thự c
vòng quét. Nói cách khá c, thời gian vòng quéthquyết
p am
H Sui gian vòn g quét càn g ngắn, tính
củ a chương trình điều khiển trong PLC.DThờ
g
ruon
thời gian thực của chương trình càT g cao.
n© n
ye
Ban

qu

Nếu sử dụn g các khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ như khối
OB40, OB80,… Chương trình củ a các khối đó sẽ được thự c hiện trong vòng quét
khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủ ng loại. Cá c khối chương trình này có
thể được thực hiện tại mọi điểm trong vòn g quét chứ không bị gò é p là phải ở
trong giai đoạn thự c hiện chương trình. Chẳng hạn nếu một tín hiệu báo ngắt
xuất hiện khi PLC đang ở giai đoạn truyền thông và kiểm tra nội bộ, PLC sẽ
tạm dừng cô ng việc truyền thôn g, kiểm tra, để thực hiện khối chương trình
tương ứng với khối tín hiệu báo ngắt đó. Với hình thứ c xử lý tín hiệu ngắt như
vậy, thời gian vòn g qué t sẽ càng lớn khi cà ng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện
trong vòng qué t. Do đó, để nâ ng cao tính thời gian thự c cho chương trình điều
khiển tuyệt đối khô ng nên viết chương trình xử lý ngắ t quá dà i hoặ c quá lạm
dụng việ c sử dụ ng chế độ ngắt trong chương trình điều khiển.
Tại thời điểm thự c hiện lệnh vào /ra, thông thường lệnh không làm việ c
trực tiếp với cổn g vào/ra mà chỉ thôn g qua bộ đểm ảo củ a cổng trong vùng nhớ
tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong cá c giai đoạn 1
và 3 do hệ điều hàn h CPU quản lý. Ở một số module CPU, khi gặp lệ nh vào/ra
ngay lập tứ c, hệ thống sẽ cho dừng mọi công việ c khá c, ngay cả chương trình
xử lý ngắ t, để thự c hiện lệ nh trự c tiếp vớ i cổng vào /ra.

Trang 11

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



1.4. Cấ u trú c chương trình.
Chương trình cho S7-300 được lưu trong bộ nhớ củ a PLC ở vù ng dà nh

riêng cho chương trình. Ta có thể đượ c lập trình vớ i hai dạng cấu trúc khá c
nhau:
1.4.1. Lập trình tuyến tính
Toàn bộ chương trình điều khiển nằm trong một khối trong bộ nhớ. Loại
lập trình cấu trú c chỉ thích hợp cho nhữn g bài toá n tự động nhỏ, không phức
tạp.

OB1

Lệnh 1
Lệnh 2
…
Lệnh n

K
pham

Su
g DH
nng qué t PLC
uo
Hinh 1.17.rVò
©T
yen
qu
Ban

M

P. HC

uat T

y th

Khối đượ c chọ n là khối OB1, là khối mà PLC luô n luôn qué t và thực hiện cá c
lệnh trong nó thườ ng xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùn g và quay lại
lệnh đầu tiê n:
1.4.2 Lậ p trình cấu trúc
Chương trình được chia thành những phần nhỏ vớ i từng nhiệm vụ riêng
biệt và các phần này nằm trong những khối chương trình khác nhau. Loại lập
trình có cấu trúc phù hợp với những bài toán điều khiể n nhiề u nhiệm vụ và
phức tạp. Các khối cơ bản :
 Khối OB (Organization Block): khố i tổ chức và quản lý chương trình điều
khiển. Có nhiề u loại khố i OB với những chức năng khác nhau. Chúng đượ c
phân biệt vớ i nhau bằng số nguyên theo sau nhóm ký tự OB, ví dụ như OB1,
OB35, OB80…
 Khối FC (Program Block): khối chương trình với nhữ ng chức năng riêng biệt
giống như một chương trình con hay một hàm (chương trình co có biến hình
thứ c). Một chương trình ứn g dụ ng có thể có nhiều khối FC và các khối FC
này được phân biệt với nhau bằng số nguyên theo sau nhóm ký tự FC,
chẳng hạn như FC1, FC2, …

Trang 12

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM

 Khối FB (Function Block): là khối FC đặt biệ t có khả năng trao đổ i một
lượng dữ liệu lớ n với các khối chương trình khác. Cá c dữ liệu này phải đượ c
tổ chứ c thành khối dữ liệu riêng đượ c gọi là Data Block. Một chương trình
ứng dụng có thể có nhiều khố i FB và các khối FB này đượ c phân biệt với
nhau bằng số nguyê n theo sau nhóm ký tự FB. Chẳng hạn như FB1, FB2, …
 Khối DB (Data Block): khố i dữ liệu cầ n thiế t để thự c hiệ n chương trình. Cá c
tham số củ a khố i do ngườ i sử dụn g tự đặ t. Một chương trình ứng dụng có thể
có nhiề u khối DB và các khố i DB này được phân biệ t vớ i nhau bằng số
nguyê n theo sau nhóm ký tự DB. Chẳng hạn như DB1, DB2, …
Chương trình trong các khối được liên kết vớ i nhau bằng các lệ nh gọi khối
và chuyển khối. Các chương trình con đượ c phé p gọi lồn g nhau, tức từ một
chương trình con này gọi một chương trình con khác và từ chương trình con
được gọi lại gọi một chương trình con thứ 3.
M

P. HC
uat T

OB1

B

Hàn h

...

Hệ
Điều

FC3

...

FC7

...

ruo

n©T
quye
an

...

FC1

y th
am K . . .
FB2 ph
u
DH S
ng

FB9

FB5

Hình 1.18. Lập trình có cấu trú c

1.4.3 Cá c khối OB đặ c biệt .
1) OB10 (Tinme of Day Interrupt ): Chương trình trong khố i OB10 sẽ đượ c thự c
hiện khi giá trị thờ i gian củ a đồng hồ thời gian thự c nằm trong một khoảng
thời gian đã đượ c quy định. Việ c quy định khoảng thời gian hay số lần gọi
OB10 đượ c thự c hiệ n nhờ chương trình hệ thố ng SFC28 hay trong bảng
tham số củ a module CPU nhờ phần mềm STEP 7.
2) OB20 (Time Relay Interrupt): Chương trình trong khối OB20 sẽ đượ c thự c
hiện sau một khoảng thờ i gian trễ đặt trướ c kể từ khi gọ i chương trình hệ
thống SFC32 để đặt thờ i gian trễ.
3) OB35 (Cyclic Interrupt): Chương trình trong khối OB35 sẽ được thực hiện
cá ch đều nhau một khoảng thời gian cố định. Mặ c định, khoảng thời gian
này là 100ms, nhưng ta có thể thay đổi nhờ STEP 7.
Trang 13

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



4) OB40 (Hardware Interrupt): Chương trình trong khố i OB40 sẽ được thự c
hiện khi xuất hiện một tín hiệu báo ngắt từ ngoại vi đưa và o CPU thô ng qua
cá c cổ ng onboard đặ c biệt, hoặc thông qua cá c module SM, CP, FM.
5) OB80 (Cycle Time Fault ): Chương trình trong khối OB80 sẽ được thực hiện
khi thờ i gian vòng quét (scan time) vượt quá khoảng thờ i gian cự c đại đã qui
định hoặ c khi có một tín hiệ u ngắt gọi một khối OB nà o đó mà khối OB này
chưa kết thúc ở lần gọi trước. Thờ i gian quét mặc định là 150ms.
6) OB81 (Power Supply Fault): Chương trình trong khố i OB81 sẽ đượ c thự c
hiện khi thấy có xuất hiệ n lỗi về bộ nguồn nuô i.

7) OB82 (Diagnostic Interrupt): Chương trình trong khố i OB82 sẽ đượ c thự c
hiện có sự cố từ cá c module mở rộng vào/ra. Các module này phải là cá c
module có khả năng tự kiểm tra mình (diagnostic cabilities).
8) OB87 (Communication Fault): Chương trình trong khối OB87 CM được thự c
sẽ
P. H
uat T
hiện có xuất hiện lỗ i trong truyền thông.
h
Ky t
am

u p trong khối OB100 sẽ được thự c
9) OB100 (Start Up Information): ChươngHtrình h
D S
g
hiện một lần khi CPU chuyển Truonng thái STOP sang RUN.
© từ trạ
uyen
an q
10) OB101 (Cold StartBUp Information-chỉ với S7-400): Chương trình trong khối

OB101 sẽ đượ c thực hiện một lần khi cô ng tắt nguồn chuyển từ trạn g thái
OFF sang ON.

11) OB121 (Synchronous Error): Chương trình trong khối OB121 sẽ được thự c
hiện khi CPU phát hiện thấy lỗi logic trong chương trình đổi sai kiể u dữ liệu
hay lỗ i truy nhập khố i DB, FC, FB không có trong bộ nhớ.
12) OB122 (Synchronous Error): Chương trình trong khối OB122 sẽ được thự c
hiện khi có lỗi truy nhập module trong chương trình.

1.5 Ngô n ngữ lập trình.
PLC S7-300 có ba ngôn ngữ lập trình cơ bản sau:
 Ngôn ngữ lập trình liệt kê lệ nh STL (Statement List). Đây là dạng
ngôn ngữ lập trình thôn g thườn g của máy tính. Một chương trình đượ c
hoà n chỉnh bở i sự ghép nố i củ a nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất
định, mỗi lệnh chiếm một hà ng và có cấu trúc chung “tê n lệnh” + “toán
hạng”.

Trang 14

Thu vien DH SPKT TP. HCM -


Truong DH SPKT TP. HCM



 Ngôn ngữ lập trình LAD (Ladder Logic). Đâ y là dạn g ngôn ngữ đồ
hoạ, thích hợp với những người lập trình quen với việc thiết kế mạch điều
khiển logic.
 Ngôn ngữ lập trình FBD (Function Block Diagram). Đâ y cũng là dạng
ngôn ngữ đồ hoạ, thích hợp cho những ngườ i quen thiết kế mạ ch điều
khiển số.
 Ngôn ngữ lập trình Graph. Đây cũng là dạn g ngôn ngữ đồ hoạ, thích
hợp cho những hệ thống tuần tự.
 Ngôn ngữ lập trình SCL. Đây cũn g là dạng ngôn ngữ cấp cao, thích
hợp cho những người biết viế t ngôn ngữ cấp cao.
Trong PLC có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phụ c vụ cho cá c đối tượ ng
sử dụn g khá c nhau. Tuy nhiên một chương trình viết trên ngôn ngữ LAD hay
FBD có thể chuyển sang dạng STL, nhưng ngược lại thì không. HCMtrong STL

Và
P.
uat T mạnh của ngôn
có nhiều lệ nh mà LAD hoặ c FBD không có. Đây cũngth thế
y là
am K
h
ngữ STL:
Su p
uyen
STL
an q
B

g DH

uon
© Tr

FBD
LAD

Hình 1.19. STL là ngô n ngữ mạnh nhất

Ví dụ :
Ladder Diagram LAD

Stamentl list STL

Function Block

Diagram FBD

Trang 15

Thu vien DH SPKT TP. HCM -