Ứng dụng PLC S71500 và màn hình cảm ứng HMI điều khiển dây chuyền tự động nạp bia và đóng nắp chai

TRƯỜNG ĐH SPKT VINH
KHOA ĐIỆN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: NGUYỄN VĂN TOÀN
Mã số sinh viên:1305180309
Lớp: DHĐTCK13Z(DCN)
Hệ đào tạo : chính quy
Ngành :Cơng nghệ kỹ thuật điện –điện tử
1. Tên đề tài
Ứng dụng PLC S7-1500 và màn hình cảm ứng HMI điều khiển dây chuyền tự
động nạp bia và đóng nắp chai
băng tải
2. Các dữ liệu ban đầu
- PLC S7-1500 (chi tiết: sinh viên tra catalogue);
- HMI: KTP 7 basic (chi tiết: sinh viên tra catalogue);
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn
3.1. Các phần chính của bản thuyết minh đề tài đồ án/ tiểu luận tốt nghiệp
- Lời nói đầu;
- Các chương nội dung chính: 1,2,3, ...;
- Kết luận và hướng phát triển của đề tài;
- Phụ lục;
- Tài liệu tham khảo.
3.2. Đề cương của các chương
- Chương 1: Tổng quan
- Chương 2: Giới thiệu thiết bị điều khiển và chấp hành
- Chương 3: Xây dựng lưu đồ thuật toán, sơ đồ mạch điện và chương trình điều

khiển của hệ thống
- Kết luận và hướng phát triển của đề tài
- Phụ lục
- Tài liệu tham khảo
4. Giáo viên hướng dẫn
ThS. Nguyễn Thanh Long
5. Ngày giao nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp (giao đề tài trước ngày 30/8/2022)
Ngày ...…. tháng ….. năm 2022
6. Ngày hoàn thành đồ án tốt nghiệp (nộp cho Giáo vụ khoa trước 20/11/2022)
Ngày ...…. tháng ….. năm 2022
KHOA ĐIỆN
Nghệ An, ngày …tháng…năm2022
(Ký và ghi rõ họ tên)
GIÁO VIÊN HƯỠNG DẪN
(ký và gi rõ họ tên)

TS.THÁI HỮU NGUYÊN

NGUYỄN THANH LONG


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................. 3
LỜI CAM ĐOAN.........................................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................4
1.1. Đặt vấn đề..........................................................................................................4
1.2. Yêu cầu công nghệ............................................................................................4
1.3 Mô tả hoạt động của hệ thống...........................................................................5
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ CHẤP HÀNH.............6
2.1. Giới thiệu thiết bị lập trình..............................................................................6

2.1.1 Giới thiệu về PLC S7-1500..........................................................................6
2.1.2 TIA Portal V15.1........................................................................................10
2.1.3. Các khái niệm về PLC...............................................................................10
2.1.4. Cấu hình thiết bị.......................................................................................18
2.2 Tập lệnh lập trình............................................................................................28
2.2.1 Tập lệnh cơ bản..........................................................................................28
2.2.2. Các bộ định thì (Timer).............................................................................31
2.2.3. Các bộ đếm (Counter)...............................................................................33
2.3 Giới thiệu thiết bị đầu vào...............................................................................35
2.3.1. Cảm biến quang:.......................................................................................35
2.3.2. Nút ấn.......................................................................................................37
2.4 Giới thiệu thiết bị đầu ra.................................................................................37
2.4.1 Đèn báo......................................................................................................37
2.4.2. Động cơ điện một chiều...........................................................................38
2.4.3 Relay trung gian.........................................................................................39
2.4.4. Máy bơm nước..........................................................................................40
2.4.5. Van điện từ 5/2..........................................................................................41
2.4.6. Xilanh khí nén...........................................................................................42
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN, SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN
VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG.....................................44
3.1 Sơ đồ đấu nối mạch điện..................................................................................44
3.2. Sơ đồ kết nối vào ra của PLC.........................................................................48
3.3 Lưu đồ thuật tốn............................................................................................49
3.4. Bảng phân cơng địa chỉ đầu vào ra................................................................51
3.5. Quy trình vận hành.........................................................................................52
3.6 Chương trình điều khiển của plc....................................................................52
1


3.7 Thiết lập giao diện HMI và ghép nối với PLC...............................................63

KẾT LUẬN................................................................................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................69

2


LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại hiện nay, cùng với sự cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước,
nhiều ngành cơng nghiệp phục vụ q trình cơng nghiệp phát triển của đất nước, như
khai thác khoáng sản, vận chuyển nguyên vật liệu trong các bến cảng, trong các nhà
máy. Băng tải dùng để vận chuyển các vật liệu rời nhờ những ưu điểm là có khả năng
vận chuyển hàng hóa đi xa, làm việc năng suất cao và tiêu hao năng lượng thấp. Chính
nhờ những ưu điểm đó mà băng tải được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khai
thác hầm mỏ, bến cảng,..Mặt khác yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày càng cao vào
trong đời sống sinh hoạt, lao động, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt,
tiện lợi, gọn nhẹ…) Chính vì vậy cơng nghệ thơng tin, cơng nghệ điện tử đã phát triển
nhanh chóng làm việc trên một loại thiết bị điều khiển khả trình là PLC
Nhờ những đặc tính nổi trội mà PLC có thể được ứng dụng vào rất nhiều ngành
cũng như các công đoạn sản xuất khác nhau. Một trong số đó là cơng đoạn vận chuyển
những vật nặng, kích thước lớn, một cơng đoạn hồn tồn có thể làm thủ cơng nhưng
với sự trợ giúp của PLC thì năng suất cũng như hiệu quả được tăng lên gấp bộ. Và
cũng chính vì vậy mà em quyết định thực hiện đồ án với đề tài “Ứng dụng PLC S71500 và màn hình cảm ứng HMI điều khiển dây chuyền tự động nạp bia và đóng
nắp chai”
Thơng qua bài đồ án này, em có cơ hội tiếp cận và sử dụng PLC, đồng thời em
cũng có được những trải nghiệm thực tế vơ cùng hữu ích trong q trình làm đồ án. Nó
giúp em củng cố kiến thức vững chắc hơn nữa về những gì đã được học trong nhà
trường và phát triển hơn nữa các kỹ năng làm việc thực tế.
Đề tài được trình bày gồm 3 chường và phần kết luận
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Giới thiệu thiết bị điều khiển và chấp hành

Chương 3: Xây dựng lưu đồ thuật tốn, sơ đồ mạch điện và chương trình điều
khiển của hệ thống.
Trong q trình thực tập tại phịng thí nghiệm Tự động hóa do thời 1ung1 hu
thập dữ liệu chưa thực sự hiệu quả nên em cịn nhiều thiếu sót cũng như chưa
nghiêmj cứu được hết những thiết bị hiện có. Do vậy, em kính mong các thầy cơ thơng
cảm và giúp đỡ em nhiều hơn trong thời gian tới để em học hỏi được nhiều hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Vinh, ngày tháng
năm 2022
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Toàn

3


LỜI CAM ĐOAN
Em tên là: NGUYỄN VĂN TOÀN, mã Sv : 1305180308, lớp : DHĐTCK13Z
khoa điện , giáo viên hướng dẫn là : Th.s.NGUYỄN THANH LONG . Em xin cam
đoan tồn bộ nội dung được trình bày trong đồ án : “Ứng dụng PLC S7-1500 và màn
hình cảm ứng HMI điều khiển dây chuyền tự động nạp bia và đóng nắp chai” là
kết quả quá trình tìm hiểu và nghiên cứu của em. Các dữ liệu được nêu trong đồ án là
hồn tồn trung thực. Mọi thơng tin trích dẫn đều tuân thủ về sở hữu trí tuệ, các tài liệu
tham khảo được liệt kê rõ ràng. Em xing chịu hoàn toàn trách nhiệm với những nội
dung được viết trong đồ án này.
Vinh, ngày tháng năm 2022
Người cam đoan

Nguyễn Văn Toàn

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Đặt vấn đề
Dây chuyền chiết rót tự động là dây chuền tiên tiến, hiện đại nhất tính đến hiện
nay, được tự động hóa từ khâu sản xuất, đóng nút chai cho đến đóng thùng, thay thế
hiệu quả các máy chiết rót, máy đóng nhãn, máy vặn nắp… giúp tiết kiệm thời gian và
chi phí cho doanh nghiệp.
Trong các ngành cơng nghiệp thực phẩm, máy chiết rót thường được áp dụng
cho những trường hợp đòi hỏi năng suất cao, hoặc các yêu cầu nghiêm nghặt về vệ
sinh thực phẩm. Tùy theo tính chất của chất lỏng, các máy chiết rót khác nhau sẽ khác
nhau ở các bộ phận làm việc, cơ cấu rót.
Quy trình thực hiện.
Đầu tiên, các chai được đưa lên hệ thống băng tải và đi qua hệ thống súc rửa để
làm sạc bụi bẩn.
Sau khi được rửa sạch, các chai được băng tải đưa đến hệ thống rót liệu, vào vị
trí rót để đảm bảo có thể bố tí các cơ cấu cơ khí để kẹp giữ chai. Tại đây, chất lỏng
được chiết vào chai theo phương pháp khác nhau, chiết đẳng áp, chiết đẳng tích, chiết
định lượng. Khi chiết xong, chai được băng tải vận chuyển đến vị trí đóng nút hoặc
đóng nắp. Khâu đóng nút bao gồm cơ cấu cấp phơi và đóng nắp. Cơ cấu đóng có thể là
xi lanh khí nén hoặc motor vặn nút.
1.2. Yêu cầu công nghệ
- Khi khởi động hệ thống phải được reset về trạng thái ban đầu để tránh gây hư
hỏng cho các cơ cấu quá tại cho các băng tải trước, mặt khác tránh sản phẩm không bị
rơi khỏi băng tải.
- Khi dừng hệ thống thì thiết bị cấp chai dừng ngay, cịn băng tải dừng trễ sau
một thời gian
- Trong quá trình sản xuất của doanh nghiệp thì chế độ làm việc của các thiết bị
băng tải phải luôn diễn ra liên tục trong thời gian dài nhưng phải luôn đảm bảo đạm độ

an tồn .
- Theo u cầu cơng nghệ đối với các thiết bị băng tải vận hành liên tục không
yêu cầu điều chỉnh tốc độ trong các phân xưởng sản xuất. Hệ thống băng tải cần đảm
bảo khởi động đồng tải. Do đó việc lựa chọn động cơ truyền động cho thiết bị băng tải
cần phù hợp với hệ thống băng tải và động cơ có hệ số trượt lớn, rãnh stato sâu là lựa
chọn tối ưu dành cho các loại băng tải này.
- Ngoài ra, các cơ cấu cần phải được kiểm tra thường xuyên và vệ sinh sạch sẽ
để hoạt động trơn tru tránh hiện tượng làm hư hỏng sản phẩm trong quá trình sản xuất.

5


Hình 1.1 Dây chuyền sản xuất bia.
1.3 Mơ tả hoạt động của hệ thống
- Hệ thống gồm một băng tải để vận chuyển chai trong suốt quá trình sản xuất.
- 3 cảm biến để phát hiện chai trong các công đoạn sản xuất.
- Các xilanh để giữ, kẹp chai trong các cơng đoạn chiết rót và đóng nắp.
- Bơm để thực hiện q trình rót bia vào chai.
-Có nút nhấn ON để khởi động, OFF để tắt hệ thống, RESET để đưa hệ thống
về mặc định, nút nhấn AUTO và MAN để chuyển chế độ bằng tay hoặc tự động, nút
nhấn EMS để dừng khẩn cấp khi có sự cố, ngồi ra cịn có các nút nhấn để điều khiển
các xi lanh riêng lẻ từng băng tải trong chế độ MAN.
-Có các đèn báo lỗi từng băng tải khi gặp sự cố.
Hệ thống gồm 2 chế độ hoạt động: tự động, bằng tay.
- Ở chế độ tự động: Chai được cấp bằng tay vào bang tải. khi nhấn nút khởi
động START, băng tải quay đưa chai đến vị trí chờ rót . Tại đây chai được chặn lại bởi
xylanh 2, đồng thời khi cảm biến đầu vào phát hiện chai đi qua sẽ đếm chai lên 1, cứ
như vậy khi cảm biến đầu vào đếm đủ 5 chai tương ứng với 5 vịi chiết rót thì được giữ
lại bởi xylanh 1, sau đó băng tải sẽ dừng hoạt động, kế tiếp chai sẽ được cơ cấu kẹp
giữ cố định. Trễ 2s sau đó cơ cấu vịi rót được hạ xuống áp sát miệng chai và sau 2s

tiến hành rót. Sau khi chiết rót cho chao 500ml xong trong một khoảng thời gian 10s
thì dừng bơm, xylanh 2 rút về và cơ cấu vịi rót nâng lên. Sau 2s cơ cấu chai nhả ra và
2s sau băng tải hoạt động trở lại sẽ đưa chai ra ngoài và sẽ được cảm biến đầu ra đếm
sản phẩm. Khi cảm biến đầu ra đếm số chai bằng 2 thì xylanh 1 rút về cho chai tiếp tục
vào khâu rót, khi cảm biến đầu ra đếm đủ 5 chai thì xylanh 2 sẽ đưa ra chặn chai lại.
Quá trình cứ lặp lại như vậy cho đến khi bấm dừng STOP.
- Ở chế độ bằng tay: Chai được cấp bằng tay vào băng tải. khi bấm nút khở
động START, băng tải quay đưa chai đến vị trí chờ rót. Tại đây chai được chặn lại bởi
6


xylanh 2, đồng thời khi cảm biến đầu vào phát hiện chai đi qua sẽ đếm chai lên 1, cứ
như vậy khi cảm biến đầu vào đếm đủ 5 chai tương ứng với 5 vịi chiết rót thì được giữ
lại bởi xylanh 1 , sau đó băng tải sẽ dừng hoạt động, kế tiếp chai sẽ được cơ cấu kẹp
giữ cố định. Trễ 2s sau đó cơ cấu vịi rót được hạ xuống áp sát miệng cai và sau 2s tiến
hành rót. Sau khi chiết rót cho chai 500 ml xong trong một khoảng thời gian 10s thì
dừng bơm, xylanh 2 rút về và cơ cấu vịi rót nâng lên. Sau 2s cơ cấu kẹp chai nhả ra và
2s sau băng tải hoạt động trở lại sẽ đưa chai ra ngoài và sẽ được cảm biến đầu ra đếm
sản phẩm. khi cảm biến đầu ra đếm đủ 5 chai thì sau 5s hệ thông sẽ dừng lại. nếu
muốn lặp lại chu trình thì tiếp tục nhấn nút START.

7


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ CHẤP HÀNH
2.1. Giới thiệu thiết bị lập trình
2.1.1 Giới thiệu về PLC S7-1500
Bộ điều khiển logic khả trình PLC S7-1500 mang lại tính linh hoạt và sức mạnh
để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự động. Sự kết hợp
giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ đã khiến cho S7- 1500 trở

thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác
nhau.
Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, CPU trong S7-1500 đã tạo ra
một PLC mạnh mẽ. Sau khi người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa
mạch logic được yêu cầu để giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng.
CPU giám sát các ngõ vào và làm thay đổi ngõ ra theo logic của chương trình người
dùng, có thể bao gồm các hoạt động như logic Boolean, việc đếm, định thì, các phép
tốn phức hợp và việc truyền thơng với các thiết bị thơng minh khác.
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến cả CPU và chương
trình điều khiển:
- Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người dùng cấu
hình việc truy xuất đến các chức năng của CPU.
- Người dùng có thể sử dụng chức năng "know-how protection" để ẩn mã nằm
trong một khối xác định.
Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung lượng
giúp cho người dùng tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Họ S7-1500 cung cấp một số lượng lớn các module tín hiệu và bảng tín hiệu để mở
rộng dung lượng của CPU. Người dùng cịn có thể lắp đặt thêm các module truyền
thông để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác.

56


Hình 2.1: CPU và một số vị trí chức năng trên CPU.

Hình 2.2: Thơng số của một số CPU họ S7-1500.

Các module tín hiệu.
57

Người dùng có thể sử dụng các module tín hiệu để thêm vào CPU các chức
năng. Các module tín hiệu kết nối vào phía bên phải của CPU.

Hình 2.3: Module tín hiệu digital input

Hình 2.4: Module tín hiệu digital output

58


Hình 2.5: Module tín hiệu analog input

Hình 2.6: Module tín hiệu analog output

Các Module truyền thông.
Họ S7-1500 cung cấp các module truyền thơng (CM) dành cho các tính năng bổ
sung vào hệ thống. Có 2 module truyền thơng: RS232 và RS485.

59


Hình 2.7: Module truyền thơng.

2.1.2 TIA Portal V15.1
Phần mềm TIA Portal V15.1 cung cấp một môi trường thân thiện cho người
dùng nhằm phát triển, chỉnh sửa và giám sát mạng logic được yêu cầu để điều khiển
ứng dụng, bao gồm các cơng cụ dành cho quản lý và cấu hình tất cả các thiết bị trong
đề án, như các thiết bị PLC hay HMI. TIA Portal V15.1 cung cấp hai ngơn ngữ lập
trình (LAD và FBD) để thuận tiện và có hiệu quả trong việc phát triển chương trình

điều khiển đối với ứng dụng, và cịn cung cấp các cơng cụ để tạo ra và cấu hình các
thiết bị HMI trong đề án của người dùng.
2.1.3. Các khái niệm về PLC
a.Sự thực thi chương trình người dùng
CPU hỗ trợ các kiểu khối mã sau đây, cho phép ta tạo ra một cấu trúc hiệu quả
cho chương trình người dùng:
- Khối tổ chức (OB) xác định cấu trúc chương trình. Một vài OB có trạng thái
và các sự kiện khởi động được thiết lập trước, nhưng ta cũng có thể tạo ra các OB với
các sự kiện khởi động tùy chỉnh.
- Hàm (FC) và khối hàm (FB) chứa mã chương trình tương ứng với các nhiệm
vụ riêng biệt hay với sự kết hợp các thông số. Mỗi FC và FB cung cấp một tổ hợp các
thông số ngõ vào và ngõ ra dành cho việc chia sẻ dữ liệu với khối đang gọi. FB cũng sử
dụng một khối dữ liệu (đã gọi một DB tức thời) có liên quan để duy trì trạng thái của
các giá trị giữa sự thực thi mà có thể được sử dụng bởi các khối khác trong chương
trình.
- Khối dữ liệu (DB) lưu trữ dữ liệu mà có thể được sử dụng bởi các khối
chương trình.
60


- Hàm (FC) hay khối hàm (FB) là một khối mã chương trình mà có thể được gọi
từ một OB hay từ một FC hay FB khác, xuống đến các cấp độ sau đây:
- 16 từ OB chu kỳ chương trình hay OB khởi động.
- 4 từ OB ngắt trì hỗn thời gian, OB ngắt theo chu trình, OB ngắt phần cứng,
OB ngắt lỗi thời gian, hay OB ngắt lỗi chẩn đốn.
FC khơng liên kết với bất kỳ phần nào của khối dữ liệu (DB), trong khi FB
được gắn kết một cách trực tiếp đến một DB và sử dụng DB để chuyển tiếp các thông
số và lưu trữ các giá trị và các kết quả tạm thời.
CPU thực hiện các tác vụ sau đây:
- CPU ghi các ngõ ra từ vùng ngõ ra ảnh tiến trình đến các ngõ ra vật lý.

- CPU đọc các ngõ vào chỉ ưu tiên cho sự thực thi chương trình người dùng và
lưu trữ các giá trị ngõ vào trong vùng ngõ vào ảnh tiến trình. Điều này đảm bảo rằng
các giá trị này sẽ vẫn giữ nguyên tính nhất quán trong suốt sự thực thi của các lệnh
người dùng.
CPU thực thi logic của các lệnh người dùng và cập nhật các giá trị ngõ ra trong
vùng ngõ ra ảnh tiến trình thay vì ghi đến các ngõ ra vật lý thực tế.
b. Các chế độ hoạt động của CPU
CPU có 3 chế độ hoạt động: chế độ STOP, chế độ STARTUP và chế độ RUN.
Các LED trạng thái trên mặt trước của CPU biểu thị chế độ hiện thời của sự vận hành:
- Ở chế độ STOP, CPU không thực thi chương trình nào, và ta có thể tải xuống
một đề án.
- Trong chế độ STARTUP, các OB khởi động (nếu có) được thực thi một lần.
Các sự kiện ngắt không được xử lý cho đến pha khởi động của chế độ RUN.
- Trong chế độ RUN, chu kỳ quét được thực thi một cách lặp lại. Các sự kiện
ngắt có thể xuất hiện và được thực thi tại bất kỳ điểm nào nằm trong pha chu kỳ
chương trình. Ta khơng thể tải xuống một đề án trong khi đang ở chế độ RUN.
CPU hỗ trợ các chế độ bật nguồn sau đây:
- Chế độ STOP.
- Chuyển sang chế độ RUN sau một sự khởi động lại nóng.
- Chuyển sang chế độ trước đó sau một sự khởi động lại nóng .
Ta có thể thay đổi chế độ vận hành hiện thời bằng cách sử dụng các lệnh
"STOP" hay "RUN" từ các cơng cụ trực tuyến của phần mềm lập trình. Ta cũng có thể
61


bao gồm một lệnh STP trong chương trình để chuyển CPU về chế độ STOP. Điều này
cho phép ta dừng sự thực thi chương trình dựa trên logic lập trình.
c. Bộ nhớ CPU
Sự quản lý bộ nhớ
CPU cung cấp các vùng nhớ sau đây để lưu trữ chương trình người dùng, dữ

liệu và cấu hình:
- Bộ nhớ nạp là một vùng lưu trữ khơng biến đổi dành cho chương trình người
dùng, dữ liệu và cấu hình. Khi một đề án được tải xuống vào CPU, trước tiên nó được
lưu trữ trong vùng bộ nhớ nạp. Vùng này được đặt trong cả trong một thẻ nhớ (nếu có)
hay trong CPU. Vùng nhớ khơng biến đổi này vẫn được duy trì khi mất nguồn điện.
Thẻ nhớ hỗ trợ một không gian lưu trữ lớn hơn vùng lưu trữ được tích hợp trong CPU.
- Bộ nhớ làm việc là một vùng lưu trữ dành cho một vài phần tử của đề án người
dùng trong khi đang thực thi chương trình người dùng. CPU sao chép một số phần tử
trong đề án từ bộ nhớ nạp vào trong bộ nhớ làm việc. Bộ nhớ biến đổi này bị mất đi khi
mất nguồn, và nó được lưu trữ bởi CPU khi nguồn được khôi phục lại.
- Bộ nhớ giữ lại là một vùng lưu trữ không biến đổi dành cho một số lượng giới
hạn các giá trị bộ nhớ làm việc. Vùng bộ nhớ giữ lại được sử dụng để lưu trữ các giá trị
của các vị trí nhớ dành cho người dùng được chọn trong suốt thời gian khơng có
nguồn. Khi nguồn được bật trở lại, CPU có đủ thời gian giữ lại để duy trì các giá trị của
một số lượng giới hạn các vị trí nhớ đặc biệt. Các giá trị giữ lại này sau đó được khơi
phục lại khi nguồn được bật.
Bộ nhớ hệ thống và bộ nhớ đếm thời gian.
Ta sử dụng các thuộc tính CPU để kích hoạt các byte dành cho "system
memory" và "clock memory". Logic chương trình có thể tham chiếu các bit riêng lẻ của
các hàm này.
Ta có thể gán một byte trong bộ nhớ M cho bộ nhớ hệ thống. Byte của bộ nhớ
hệ thống cung cấp 4 bit sau đây có thể được tham chiếu bởi chương trình người dùng:
- Bit "Always 0 (low)" luôn luôn được đặt về 0.
- Bit "Always 1 (high)" luôn luôn được đặt lên 1.
- "Diagnostic graph changed" được đặt lên 1 đối với một chu kỳ quét sau khi
CPU ghi một sự kiện chẩn đốn. Vì CPU khơng đặt bit "diagnostic graph changed" cho
62


đến kết thúc của lần thực thi đầu tiên của các OB chu kỳ chương trình, chương trình

người dùng khơng thể phát hiện có một thay đổi chẩn đốn cả trong suốt sự thực thi
của các OB khởi động hay trong lần thực thi đầu tiên của các OB chu kỳ chương trình.
- Bit "First scan" được đặt lên 1 đối với khoảng thời gian của lần quét đầu tiên
sau khi OB khởi động hoàn tất. (Sau sự thực thi của lần quét đầu tiên, bit "First scan"
được đặt về 0).
Ta có thể gán một byte trong bộ nhớ M cho bộ nhớ đếm thời gian. Mỗi bit của
byte được cấu hình đóng vai trị như bộ nhớ đếm thời gian sẽ sinh ra một xung dạng
sóng vng. Byte của bộ nhớ đếm thời gian cung cấp 8 tần số khác nhau, từ 0,5 Hz
(chậm) đến 10 Hz (nhanh). Ta có thể sử dụng các bit này như các bit điều khiển, đặc
biệt khi kết hợp với các lệnh sườn, để kích hoạt các hoạt động trong chương trình người
dùng trên một nền tảng theo chu trình.
CPU khởi chạy các byte này trên sự chuyển đổi từ chế độ STOP sang chế độ
STARTUP. Các bit của bộ nhớ đếm thời gian thay đổi một cách đồng bộ đến đồng hồ
CPU xuyên suốt các chế độ STARTUP và RUN.
d. Lưu trữ dữ liệu, các vùng nhớ và việc ghi địa chỉ.
CPU cung cấp một số các tùy chọn dành cho việc lưu trữ dữ liệu trong suốt sự
thực thi chương trình người dùng:
- Global memory (bộ nhớ toàn cục): CPU cung cấp nhiều vùng nhớ chun mơn
hóa, bao gồm các ngõ vào (I), các ngõ ra (Q) và bộ nhớ bit (M). Bộ nhớ này là có thể
truy xuất bởi tất cả các khối mã mà khơng có sự hạn chế nào.
- Data block (DB - khối dữ liệu): ta có thể bao gồm các DB trong chương trình
người dùng để lưu trữ dữ liệu cho các khối mã. Dữ liệu được lưu trữ vẫn duy trì khi sự
thực thi của một khối mã có liên quan dần kết thúc.
- Temp memory (bộ nhớ tạm thời): khi một khối mã được gọi, hệ điều hành của
CPU phân bổ bộ nhớ tạm thời hay cục bộ (L) để sử dụng trong suốt sự thực thi của
khối. Khi sự thực thi của khối hoàn thành, CPU sẽ phân bổ lại bộ nhớ cục bộ dành cho
việc thực thi các khối mã khác.
Mỗi vị trí bộ nhớ khác nhau có một địa chỉ đơn nhất. Chương trình người dùng
sử dụng các địa chỉ này để truy xuất thơng tin trong vị trí bộ nhớ.

63


Bảng 2.1: Các vùng nhớ..
Vùng nhớ
I ngõ vào ảnh tiến
trình

Miêu tả
Được sao chép từ các ngõ vào vật

Ép buộc

Lưu giữ

lý tại điểm bắt đầu của chu trình

Khơng

Khơng

Có

Khơng

Khơng

Khơng

Có

Khơng

Khơng

Có

Khơng

Khơng

Khơng

Có

qt
Việc đọc ngay lập tức của cá điểm
I_:P ngõ vào vật lý
Q ngõ ra ảnh tiến

ngõ vào trên CPU SB, SM
Được sao chép đến các ngõ ra vật
lý tại điểm bắt đầu của chu trình

trình

quét
Việc ghi ngay lập tức cá điểm ngõ
Q_:P ngõ ra vật lý
M bộ bit nhớ

L bộ nhớ tạm thới
DB khối dữ liệu

ra vật lý trên CPU, SB, SM
Bộ nhớ dữ liệu và điều khiển
Dữ liệu tạm thời cho 1 khối hoặc 1
bộ phận của khối đó
Bộ nhớ dữ liệu và cịn là bộ nhớ
thơng số dành cho các FB

e. Truy xuất dữ liệu trong các vùng nhớ của CPU
I (ngõ vào ảnh tiến trình): CPU tiến hành lấy mẫu các điểm ngõ vào vật lý
ngoại vi vừa trước khi thực thi OB chu trình của mỗi chu trình quét và ghi các giá trị
này đến ảnh tiến trình ngõ vào. Ta có thể truy xuất đến ảnh tiến trình ngõ vào theo bit,
byte, word hay double word. Cả truy xuất đọc và ghi đều được cho phép, nhưng thông
thường, các ngõ vào ảnh tiến trình là chỉ đọc.
Bảng 2.2: Các khai báo truy suất dữ liệu vùng nhớ CPU.t dữ liệu vùng nhớ CPU. liệu vùng nhớ CPU.u vùng nhớ. CPU.
Bit
Byte, Word, Double Word

I[ địa chỉ byte].[địa chỉ bit]
I[kích thước].[địa chỉ byte khởi đầu]

I0.1
IB4,IW8, ID12

Bằng cách cộng thêm ":P" đến một địa chỉ, ta có thể đọc ngay lập tức các ngõ
vào kiểu số hay kiểu tương tự của CPU, SB hay SM. Sự khác biệt giữa một truy xuất sử
dụng I_:P thay vì sử dụng I là ở chỗ dữ liệu sẽ đến một cách trực tiếp từ các điểm đang
được truy xuất hơn là từ ảnh tiến trình ngõ vào. Truy xuất I_:P được tham chiếu đến

một truy xuất "immediate read" vì dữ liệu được truy tìm ngay tức khắc từ nguồn thay vì
từ một bản sao chép đã được tạo ra trong lần cuối mà ảnh tiến trình ngõ vào được cập
nhật.
64


Các truy xuất sử dụng I_:P không ảnh hưởng đến giá trị tương ứng được lưu trữ
trong ảnh tiến trình ngõ vào.
Bảng 2.3: Các khai báo truy suất dữ liệu vùng nhớ CPU.
Bit
Byte, Word, Double
Word

I[địa chỉ byte]. [địa chỉ bit]: P

I0.1:P

I[kích thước].[ địa chỉ byte khởi đầu]

IB4:P, IW5:P, ID12:P

Q (ngõ ra ảnh tiến trình): CPU sao chép các giá trị được lưu trữ trong ảnh tiến
trình ngõ ra đến các điểm ngõ ra vật lý. Ta có thể truy xuất ảnh tiến trình ngõ ra theo
bit, byte, word hay double word. Cả truy xuất đọc và ghi đều được cho phép đối với
các ngõ ra ảnh tiến trình.
Bảng 2.4: Các khai báo truy suất dữ liệu vùng nhớ CPU.t dữ liệu vùng nhớ CPU. liệu vùng nhớ CPU.u vùng nhớ CPU. CPU.
Bit
Byte,Word, Double Word

Q[địa chỉ byte].[địa chỉ bit]

Q[kích thước].[ địa chỉ byte khởi
đầu]

Q0.1
QB5,QW10, QB40

Các truy xuất sử dụng Q_:P ảnh hưởng đến cả ngõ ra vật lý cũng như giá trị
tương ứng được lưu trữ trong ảnh tiến trình ngõ ra.
Bảng 2.5: Các khai báo truy suất dữ liệu vùng nhớ CPU.t dữ liệu vùng nhớ CPU. liệu vùng nhớ CPU.u vùng nhớ CPU. CPU.
Q [địa chỉ byte].[địa chỉ bit]

Bit
Byte, Word, Double Word

Q0.1:P

Q [kích thước].[địa chỉ byte khởi

QB4:P,QW5:P,

đầu]

QD15:P

M (vùng nhớ bit): ta sử dụng vùng nhớ bit (bộ nhớ M) dành cho cả các relay
điều khiển và dữ liệu dùng để lưu trữ trạng thái tức thời của một sự vận hành hay của
các thông tin điều khiển khác. Ta có thể truy xuất vùng bộ nhớ bit theo bit, byte, word
hay double word. Cả việc truy xuất đọc và ghi đều được cho phép đối với bộ nhớ M.

Bảng 2.6: Các khai báo truy suất dữ liệu vùng nhớ CPU.t dữ liệu vùng nhớ CPU. liệu vùng nhớ CPU.u vùng nhớ CPU. CPU.

Bit
Byte, Word hay Double

M [địa chỉ byte].[địa chỉ bit]
M [kích thước].[địa chỉ byte khởi

Word

đầu]

M20.5
MB20. MW29, MD45

65


Temp (bộ nhớ tạm): CPU phân bổ bộ nhớ tạm thời trên một nền tảng theo yêu
cầu. CPU phân bổ bộ nhớ tạm thời cho khối mã tại thời điểm khi khối mã được bắt đầu
(đối với một OB) hay được gọi (đối với một FC hay một FB). Sự phân bổ bộ nhớ tạm
thời cho một khối mã có thể sử dụng lại cùng một vị trí bộ nhớ Temp được sử dụng
trước đó bởi một OB, FC hay FB khác. CPU không thiết lập giá trị ban đầu cho bộ nhớ
tạm thời tại thời điểm phân bổ và do đó bộ nhớ tạm thời có thể chứa bất kỳ giá trị nào.
DB (khối dữ liệu): ta sử dụng bộ nhớ DB dành cho việc lưu trữ các kiểu dữ
liệu khác nhau, bao gồm trạng thái trung gian của một hoạt động hay các thông số về
thông tin điều khiển khác cho các FB, và các cấu trúc dữ liệu cần thiết cho nhiều lệnh
như các bộ định thì hay các bộ đếm. Ta có thể xác định một khối dữ liệu để được đọc/
ghi hay là chỉ đọc. Ta có thể truy xuất bộ nhớ khối dữ liệu theo bit, byte, word hay
double word. Cả truy xuất đọc và truy xuất ghi đều được cho phép đối với các khối dữ
liệu đọc/ghi. Chỉ truy xuất đọc là được cho phép đối với các khối dữ liệu chỉ đọc.
Bảng 2.7: Các khai báo truy suất dữ liệu vùng nhớ CPU.t dữ liệu vùng nhớ CPU. liệu vùng nhớ CPU.u vùng nhớ CPU. CPU.

DB[số hiệu khối dữ liệu].DBX.[địa chỉ byte].[địa

Bit

chỉ bit]

Byte, Word,

DB [số hiệu khối dữ liệu].DB [kích cỡ].[địa chỉ

DoubleWord

byte bắt đầu]

DB1.DBX2.3
DB1.DBB4,
DB10.DBW2,
DB20.DBD8

Các kiểu dữ liệu.
Các kiểu dữ liệu được sử dụng để xác định cả kích thước của một phần tử dữ
liệu cũng như cách thức mà dữ liệu được diễn dịch. Mỗi thơng số lệnh hỗ trợ ít nhất
một kiểu dữ liệu, và một số thơng số cịn hỗ trợ nhiều kiểu dữ liệu. Ta giữ con trỏ qua
trường thông số của một lệnh để xem kiểu dữ liệu nào được hỗ trợ đối với một thông số
đã cho.
Bảng 2.8 : Các kiểu dữ liệu.u dữ liệu vùng nhớ CPU. liệu vùng nhớ CPU.u.
Kiểu dữ
liệu
Bool
Byte

Kích
thước
(bit)
1
8

Phạm vi
0 đến 1
16#00 đến 16#FF

Các ví dụ mục nhập vào cố
định
TRUSE, FALE, 0, 1
16#12, 16#AB

66


Word
DWord
Char
SInt
Int
Dint
USInt
UInt
UDInt

16

32
8
16
16
32
8
16
32

Real

32

LReal

32

16#0000 đến 16#FFFF
16#00000000 đến 16#FFFFFFFF
16#00 đến 16#FF
-128 đến 127
-32768 đến 32767
-2147483648 đến 2147483647
0 đến 255
0 đến 65535
0 đến 4294967295
+/- 1.18 x 10 -38 đến +/- 3.40 x 10 38

16#ABCD, 16#0001
16#02468ACD

„A‟,„t‟,„@‟
123,-123
123,-123
123, -123
123
123
123
123456, -3.4, -1.2E+12,

+/- 2.23 x 10 -308 đến +/- 1.79 x 10

3.4E-3
12345.123456789, 1.2E+40

308
T#24d_20h_31m_23s_648ms

T#5m_30s

đến

T#24d_20h_31m_23s_647ms
Time

32

5#-2d

Được lưu trữ dưới dạng : - T#1d_2h_15m_30s_45ms
2147483648 ms đến +2147483647

String

Thay
đổi

ms
Các ký tự có kích thước 0 đến 254

„ABC‟

byte

2.1.4. Cấu hình thiết bị
Tạo ra cấu hình thiết bị cho PLC bằng cách thêm một CPU và các module bổ
sung vào.

67