Bài giảng môn học siemens PLC s7 – 300

BÀI GIẢNG MÔN HỌC
SIEMENS PLC S7 – 300
Chương mở đầu: Giới thiệu dòng sản phẩm Siemens
Chương 1: Nhập môn PLC S7 – 300
Chương 2: Cấu trúc PLC S7 – 300
Chương 3: Hướng dẫn sử dụng phần mềm lập trình PLC
S7-300
Chương 4: Ngôn ngữ lập trình STL
Chương 5: Kỹ thuật lập trình
Chương 6: Bài tập thực hành
CHƯƠNG M
CH
ƯƠNG M
Ở
Ở
Đ
Đ
Ầ
Ầ
U
U
: GI
: GI
Ớ
Ớ
I
I
THI
THI
Ệ
Ệ

U DÒNG S
U DÒNG S
Ả
Ả
N PH
N PH
Ẩ
Ẩ
M
M
SIEMENS
SIEMENS
• PLC S7 – 200: loại cực nhỏ, thích hợp cho những ứng
dụng riêng lẽ, với số lượng I/O vừa phải.
• PLC S7 – 300: loại trung bình, thích hợp cho những
ứng dụng vừa phải.
• PLC S7 – 400: tiêu chuẩn ở mức cao đáp ứng được các
bài toán điều khiển ở mức cao nhất.
CHƯƠNG
CH
ƯƠNG
1
1
:
:
NH
NH
Ậ
Ậ
P MÔN PLC S7

P MÔN PLC S7
–
–
300
300
2.1. Đại số Boolean
2.2. Biểu diễn số nguyên dương
2.3. Biểu diễn số nguyên có dấu
2.1.
2.1.
Đ
Đ
ạ
ạ
i
i
s
s
ố
ố
Boolean
Boolean
2.1.1. Biến và hàm hai trị
- Biến 2 trị (Biến Boolean): là loại hàm số mà miền giá
trị của nó chỉ có hai phần tử, đó là 0 và 1
- Hai biến Boole được gọi là độc lập với nhau nếu sự
thay đổi giá trị của biến này không ảnh hưởng tới giá
trị của biến kia
- Ngược lại, nếu giá trị của biến này phụ thuộc vào giá
trị của biến kia thì gọi là biến phụ thuộc

- Hàm hai trị là mô hình toán học mô tả sự phụ thuộc
của một biến Boole vào các biến Boole khác
2.1.1. Biến và hàm hai trị (tt)
Ví dụ minh họa:
x y z
Công tắc x, y: là biến Boole hai trị (0 và 1)
Đèn z: cũng là biến Boole hai trị
x và y là hai biến Boole độc lập nhau
Đèn z là biến Boole phụ thuộc vào hai biến
công tắc
2.1.2.
2.1.2.
C
C
á
á
c
c
ph
ph
é
é
p
p
to
to
á
á
n
n

trên
trên
h
h
à
à
m
m
hai
hai
tr
tr
ị
ị
0
0
1
1
1
1
0
0
y
y
x
x
a. Phép Not (y = Not(x))
b.
b.
Ph

Ph
é
é
p
p
c
c
ộ
ộ
ng
ng
(z = x + y)
(z = x + y)
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0

0
0
0
0
0
0
0
Z
Z
Y
Y
X
X
c.
c.
Ph
Ph
é
é
p
p
giao
giao
(z =
(z =
x^y
x^y
)
)
1

1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
Z
Z
Y
Y
X
X
2.2.

2.2.
Bi
Bi
ể
ể
u
u
di
di
ễ
ễ
n
n
s
s
ố
ố
nguyên
nguyên
dương
d
ương
2.2.1. Trong hệ cơ số 10 (hệ thập phân)
Một số nguyên dương u
n
bất kỳ, trong hệ cơ số 10
bao giờ cũng được biểu diễn đầy đủ bằng dãy con
số nguyên từ 0 đến 9
Ví dụ: u
n

= 515 được biểu diễn trong cơ số 10
515 = 5.10
2
+ 1.10
1
+ 5.10
0
2.2.2.
2.2.2.
Trong
Trong
h
h
ệ
ệ
cơ
cơ
s
s
ố
ố
2 (
2 (
h
h
ệ
ệ
nh
nh
ị

ị
phân
phân
)
)
Cách biểu diễn u
n
trong hệ cơ số 10 chưa phù hợp với
nguyên tắc mạch điện (hay nguyên tắc hàm 2 trị). Để sử
dụng nguyên tắc hàm 2 trị, ta đưa ra khái niệm bit.
Ví dụ: u
n
= 205
Được biểu diễn như sau:
11001101
205 = 1.2
7
+ 1.2
6
+ 0.2
5
+ 0.2
4
+ 1.2
3
+ 1.2
2
+ 0.2
1
+ 1.2

0
2.2.3.
2.2.3.
Trong
Trong
h
h
ệ
ệ
cơ
cơ
s
s
ố
ố
16 (
16 (
h
h
ệ
ệ
Hexadecimal)
Hexadecimal)
Cũng giống như hệ cơ số 10, một số nguyên dương bất
kỳ cũng có thể biểu diễn trong hệ cơ số 16 như sau:
Ví dụ: 7723 trong hệ cơ số 10 được biểu diễn thành
1E2B trong hệ cơ số 16
1E2B = 1.16
3
+ 14.16

2
+ 2.16
1
+ 11.16
0
2.2.4. Mã BCD trong s
2.2.4. Mã BCD trong s
ố
ố
nguyên dương
nguyên dương
Số 259 trong hệ thập phân được biểu diễn dưới dạng mã
BCD như sau:
0010 0101 1001
2 5 9
2.3. Biểu diễn số nguyên có dấu
Số nguyên có dấu u
k
được biểu diễn theo quy tắc bù loại
2 gồm các bước sau:
-Biểu diễn |u
k
| trong hệ cơ số 2 thành dãy các bit x
k
-Đảo giá trị từng bit x
k
, thành
-Cộng thêm 1
Ví dụ: biểu diễn u
k

=-15 trong hệ có số 2 với độ dài 8
bit? Lần lượt thực hiện theo 3 bước trên.
CHƯƠNG
CH
ƯƠNG
2
2
: C
: C
Ấ
Ấ
U
U
TR
TR
Ú
Ú
C
C
PLC S7
PLC S7
–
–
300
300
2.1. Định nghĩa
2.2. Các tín hiệu kết nối với PLC
2.3. Các module của PLC S7-300
2.4. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ
2.5. Cấu trúc bộ nhớ của CPU

2.6. Vòng quét chương trình
2.7. Cấu trúc chương trình
2.8. Các khối OB đặc biệt
2.1. Định nghĩa
Thiết bò điều khiển logic khả trình PLC (Programmable
Logic Controller) là loại thiết bò cho phép thực hiện
linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một
ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật
toán đó bằng mạch số.
Ưu điểm: + Nhỏ gọn
+ Dễ thay đổi thuật toán
+ Dễ trao đổi thông tin với môi trường xung
quanh (với PLC khác hoặc với máy tính)
*> Các bộ phận chính của PLC:
- Bộ vi xử lí trung tâm (CPU)
- Hệ điều hành
- Bộ nhớ chương trình
- Các cổng vào ra,…
2.2. Các tín hiệu kết nối với PLC
+ Tín hiệu số: Là các tín hiệu thuộc dạng hàm
Boolean, dạng tín hiệu chỉ có 2 trò 0 hoặc 1.
Đối với PLC Siemens:
- Mức 0: tương ứng với 0V hoặc hở mạch
- Mức 1 : tương ứng với 24V
Ví dụ: Các tín hiệu từ nút nhấn, từ các công tắc hành
trình,… đều là những tín hiệu số.
+ Tín hiệu tương tự: Là tín hiệu liên tục từ 0-10V
hoặc 4-20mA.
Ví dụ: tín hiệu đọc từ cảm biến loadcell,…
2.3.

2.3.
C
C
á
á
c
c
module
module
c
c
ủ
ủ
a
a
PLC S7
PLC S7
-
-
300
300
2.3.1. Module CPU
Modul CPU là loại Module chứa vi xử lí, hệ điều hành,
bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thơng và
cổng vào ra số.
Các cổng vào ra số trên CPU được gọi là cổng vào ra
Onboard.
Trong họ PLC S7 – 300 có nhiều loại CPU khác nhau:
CPU312, CPU314, CPU315,…

2.3.2.
2.3.2.
C
C
á
á
c
c
module
module
m
m
ở
ở
r
r
ộ
ộ
ng
ng
:
:
Đư
Đư
ợ
ợ
c
c
chia
chia

th
th
à
à
nh
nh
5
5
lo
lo
ạ
ạ
i
i
ch
ch
í
í
nh
nh
sau
sau
:
:
-
-
Ngu
Ngu
ồ
ồ

n
n
nuôi
nuôi
(PS: Power Supply):
(PS: Power Supply):
cung
cung
c
c
ấ
ấ
p
p
ngu
ngu
ồ
ồ
n
n
cho
cho
CPU
CPU
v
v
à
à
c
c

á
á
c
c
module
module
kh
kh
á
á
c
c
.
.
-
-
SM (Signal Module):
SM (Signal Module):
Module
Module
t
t
í
í
n
n
hi
hi
ệ
ệ

u
u
v
v
à
à
o
o
ra
ra
,
,
bao
bao
g
g
ồ
ồ
m
m
:
:
+ DI: Digital Input
+ DI: Digital Input
+ DO: Digital Output
+ DO: Digital Output
+ DI/DO: Digital In/Output
+ DI/DO: Digital In/Output
+ AI: Analog Input
+ AI: Analog Input

+ AO: Analog Output
+ AO: Analog Output
+ AI/AO: Analog In/Output
+ AI/AO: Analog In/Output
-
-
IM (Interface Module):
IM (Interface Module):
Module
Module
gh
gh
é
é
p
p
n
n
ố
ố
i
i
-
-
FM (Function Module):
FM (Function Module):
Module
Module
đi
đi

ề
ề
u
u
khi
khi
ể
ể
n
n
riêng
riêng
:
:
đi
đi
ề
ề
u
u
khi
khi
ể
ể
n
n
Servo,
Servo,
…
…

-
-
CP (Communication Module):
CP (Communication Module):
Module
Module
truy
truy
ề
ề
n
n
thông
thông
2.4.
2.4.
Ki
Ki
ể
ể
u
u
d
d
ữ
ữ
li
li

ệ
ệ
u
u
v
v
à
à
phân
phân
chia
chia
b
b
ộ
ộ
nh
nh
ớ
ớ


Ki
Ki
ể
ể
u
u
BOOL:
BOOL:

dung
dung
lư
lư
ợ
ợ
ng
ng
m
m
ộ
ộ
t
t
bit,
bit,
c
c
ó
ó
gi
gi
á
á
tr
tr
ị
ị
0
0

ho
ho
ặ
ặ
c
c
1
1


Ki
Ki
ể
ể
u
u
BYTE:
BYTE:
g
g
ồ
ồ
m
m
8 bits,
8 bits,
đư
đư
ợ
ợ

c
c
d
d
ù
ù
ng
ng
đ
đ
ể
ể
bi
bi
ể
ể
u
u
di
di
ễ
ễ
n
n
s
s
ố
ố
nguyên
nguyên

dương
dương
trong
trong
kho
kho
ả
ả
ng
ng
t
t
ừ
ừ
0
0
đ
đ
ế
ế
n
n
255.
255.


Ki
Ki
ể
ể

u
u
WORD:
WORD:
g
g
ồ
ồ
m
m
2 bytes,
2 bytes,
bi
bi
ể
ể
u
u
di
di
ễ
ễ
n
n
m
m
ộ
ộ
t
t

s
s
ố
ố
nguyên
nguyên
dương
dương
t
t
ừ
ừ
0
0
đ
đ
ế
ế
n
n
65535.
65535.


Ki
Ki
ể
ể
u
u

INT:
INT:
2 bytes,
2 bytes,
bi
bi
ể
ể
u
u
di
di
ễ
ễ
n
n
s
s
ố
ố
nguyên
nguyên
trong
trong
kho
kho
ả
ả
ng
ng

t
t
ừ
ừ
-
-
32768
32768
đ
đ
ế
ế
n
n
32767.
32767.


Ki
Ki
ể
ể
u
u
DINT:
DINT:
4 bytes,
4 bytes,
bi
bi

ể
ể
u
u
di
di
ễ
ễ
n
n
s
s
ố
ố
nguyên
nguyên
t
t
ừ
ừ
-
-
2147483648
2147483648
đ
đ
ế
ế
n
n

2147483647.
2147483647.
2.4.
2.4.
Ki
Ki
ể
ể
u
u
d
d
ữ
ữ
li
li
ệ
ệ
u
u
v
v
à
à
phân
phân
chia
chia
b
b

ộ
ộ
nh
nh
ớ
ớ
(
(
tt
tt
)
)


Ki
Ki
ể
ể
u
u
S5T
S5T
(hay S5TIME):
(hay S5TIME):
kho
kho
ả
ả
ng
ng

th
th
ờ
ờ
i
i
gian
gian
,
,
đư
đư
ợ
ợ
c
c
t
t
í
í
nh
nh
theo
theo
gi
gi
ờ
ờ
/ph
/ph

ú
ú
t/giây/mili
t/giây/mili
giây
giây
.
.


Ki
Ki
ể
ể
u
u
TOD:
TOD:
bi
bi
ể
ể
u
u
di
di
ễ
ễ
n
n

gi
gi
á
á
tr
tr
ị
ị
th
th
ờ
ờ
i
i
gian
gian
t
t
í
í
nh
nh
theo
theo
gi
gi
ờ
ờ
/ph
/ph

ú
ú
t/giây
t/giây
.
.


Ki
Ki
ể
ể
u
u
DATE:
DATE:
bi
bi
ể
ể
u
u
di
di
ễ
ễ
n
n
gi
gi

á
á
tr
tr
ị
ị
th
th
ờ
ờ
i
i
gian
gian
t
t
í
í
nh
nh
theo
theo
năm
năm
/
/
th
th
á
á

ng/ng
ng/ng
à
à
y
y
.
.


Ki
Ki
ể
ể
u
u
CHAR:
CHAR:
bi
bi
ể
ể
u
u
di
di
ễ
ễ
n
n

m
m
ộ
ộ
t
t
ho
ho
ặ
ặ
c
c
nhi
nhi
ề
ề
u
u
ký
ký
t
t
ự
ự
(
(
nhi
nhi
ề
ề

u
u
nh
nh
ấ
ấ
t
t
l
l
à
à
4
4
ký
ký
t
t
ự
ự
).
).
2.5.
2.5.
C
C
ấ
ấ
u
u

tr
tr
ú
ú
c
c
b
b
ộ
ộ
nh
nh
ớ
ớ
c
c
ủ
ủ
a
a
CPU
CPU
B
B
ộ
ộ
nh
nh
ớ
ớ

c
c
ủ
ủ
a
a
S7
S7
–
–
300
300
đư
đư
ợ
ợ
c
c
chia
chia
l
l
à
à
m
m
3
3
v
v

ù
ù
ng
ng
ch
ch
í
í
nh
nh
:
:


V
V
ù
ù
ng
ng
ch
ch
ứ
ứ
a
a
chương
chương
tr
tr

ì
ì
nh
nh
ứ
ứ
ng
ng
d
d
ụ
ụ
ng
ng
:
:
đư
đư
ợ
ợ
c
c
chia
chia
l
l
à
à
m
m

3
3
mi
mi
ề
ề
n
n
:
:
+ OB
+ OB
(Organization block):
(Organization block):
mi
mi
ề
ề
n
n
ch
ch
ứ
ứ
a
a
chương
chương
tr
tr

ì
ì
nh
nh
t
t
ổ
ổ
ch
ch
ứ
ứ
c
c
.
.
+ FC
+ FC
(Function):
(Function):
mi
mi
ề
ề
n
n
ch
ch
ứ
ứ

a
a
chương
chương
tr
tr
ì
ì
nh
nh
con
con
đư
đư
ợ
ợ
c
c
t
t
ổ
ổ
ch
ch
ứ
ứ
c
c
th
th

à
à
nh
nh
h
h
à
à
m
m
c
c
ó
ó
bi
bi
ế
ế
n
n
h
h
ì
ì
nh
nh
th
th
ứ
ứ

c
c
đ
đ
ể
ể
trao
trao
đ
đ
ổ
ổ
i
i
d
d
ữ
ữ
li
li
ệ
ệ
u
u
v
v
ớ
ớ
i
i

chương
chương
tr
tr
ì
ì
nh
nh
đã
đã
g
g
ọ
ọ
i
i
n
n
ó
ó
.
.
+ FB
+ FB
(Function block):
(Function block):
mi
mi
ề
ề

n
n
ch
ch
ứ
ứ
a
a
chương
chương
tr
tr
ì
ì
nh
nh
con,
con,
đư
đư
ợ
ợ
c
c
t
t
ổ
ổ
ch
ch

ứ
ứ
c
c
th
th
à
à
nh
nh
h
h
à
à
m
m
,
,
c
c
ó
ó
kh
kh
ả
ả
năng
năng
trao
trao

đ
đ
ổ
ổ
i
i
d
d
ữ
ữ
li
li
ệ
ệ
u
u
v
v
ớ
ớ
i
i
b
b
ấ
ấ
t
t
c
c

ứ
ứ
m
m
ộ
ộ
t
t
kh
kh
ố
ố
i
i
chương
chương
tr
tr
ì
ì
nh
nh
n
n
à
à
o
o
kh
kh

á
á
c
c
.
.


V
V
ù
ù
ng
ng
ch
ch
ứ
ứ
a
a
tham
tham
s
s
ố
ố
c
c
ủ
ủ

a
a
h
h
ệ
ệ
đi
đi
ề
ề
u
u
h
h
à
à
nh
nh
v
v
à
à
chương
chương
tr
tr
ì
ì
nh
nh

ứ
ứ
ng
ng
d
d
ụ
ụ
ng
ng
+ I
+ I
(Process image input):
(Process image input):
mi
mi
ề
ề
n
n
b
b
ộ
ộ
đ
đ
ệ
ệ
m
m

c
c
á
á
c
c
d
d
ữ
ữ
li
li
ệ
ệ
u
u
c
c
ổ
ổ
ng
ng
v
v
à
à
o
o
s
s

ố
ố
.
.
+ Q
+ Q
(Process image output):
(Process image output):
mi
mi
ề
ề
n
n
b
b
ộ
ộ
đ
đ
ệ
ệ
m
m
c
c
á
á
c
c

d
d
ữ
ữ
li
li
ệ
ệ
u
u
c
c
ổ
ổ
ng
ng
ra
ra
s
s
ố
ố
.
.
+ M:
+ M:
mi
mi
ề
ề

n
n
c
c
á
á
c
c
bi
bi
ế
ế
n
n
c
c
ờ
ờ
.
.
Chương
Chương
tr
tr
ì
ì
nh
nh
ứ
ứ

ng
ng
d
d
ụ
ụ
ng
ng
s
s
ử
ử
d
d
ụ
ụ
ng
ng
v
v
ù
ù
ng
ng
nh
nh
ớ
ớ
n
n

à
à
y
y
đ
đ
ể
ể
lưu
lưu
gi
gi
ữ
ữ
c
c
á
á
c
c
tham
tham
s
s
ố
ố
c
c
ầ
ầ

n
n
thi
thi
ế
ế
t
t
v
v
à
à
c
c
ó
ó
th
th
ể
ể
truy
truy
nh
nh
ậ
ậ
p
p
n
n

ó
ó
theo
theo
bit (M), byte (MB),
bit (M), byte (MB),
t
t
ừ
ừ
(MW) hay
(MW) hay
t
t
ừ
ừ
k
k
é
é
p
p
(MD).
(MD).
+ T:
+ T:
mi
mi
ề
ề

n
n
nh
nh
ớ
ớ
ph
ph
ụ
ụ
c
c
v
v
ụ
ụ
b
b
ộ
ộ
th
th
ờ
ờ
i
i
gian
gian
(Timer)
(Timer)

bao
bao
g
g
ồ
ồ
m
m
vi
vi
ệ
ệ
c
c
lưu
lưu
gi
gi
ữ
ữ
gi
gi
á
á
tr
tr
ị
ị
th
th

ờ
ờ
i
i
gian
gian
đ
đ
ặ
ặ
t
t
trư
trư
ớ
ớ
c
c
(PV: Preset value),
(PV: Preset value),
gi
gi
á
á
tr
tr
ị
ị
đ
đ

ế
ế
m
m
th
th
ờ
ờ
i
i
gian
gian
t
t
ứ
ứ
c
c
th
th
ờ
ờ
i
i
(CV: Current value)
(CV: Current value)
+ C:
+ C:
mi
mi

ề
ề
n
n
nh
nh
ớ
ớ
ph
ph
ụ
ụ
c
c
v
v
ụ
ụ
b
b
ộ
ộ
đ
đ
ế
ế
m
m
(Counter),
(Counter),

bao
bao
g
g
ồ
ồ
m
m
vi
vi
ệ
ệ
c
c
lưu
lưu
gi
gi
ữ
ữ
gi
gi
á
á
tr
tr
ị
ị
đ
đ

ặ
ặ
t
t
trư
trư
ớ
ớ
c
c
,
,
gi
gi
á
á
tr
tr
ị
ị
đ
đ
ế
ế
m
m
t
t
ứ
ứ

c
c
th
th
ờ
ờ
i
i
,
,
gi
gi
á
á
tr
tr
ị
ị
logic
logic
đ
đ
ầ
ầ
u
u
ra
ra
c
c

ủ
ủ
a
a
b
b
ộ
ộ
đ
đ
ế
ế
m
m
.
.
+ PI:
+ PI:
Mi
Mi
ề
ề
n
n
đ
đ
ị
ị
a
a

ch
ch
ỉ
ỉ
c
c
ổ
ổ
ng
ng
v
v
à
à
o
o
c
c
ủ
ủ
a
a
c
c
á
á
c
c
module
module

tương
tương
t
t
ự
ự
+ PQ:
+ PQ:
mi
mi
ề
ề
n
n
đ
đ
ị
ị
a
a
ch
ch
ỉ
ỉ
c
c
ổ
ổ
ng
ng

ra
ra
cho
cho
c
c
á
á
c
c
module
module
tương
tương
t
t
ự
ự