Lệnh cơ bản lập trình cho PLC

PLC01-06
Các lệnh cơ bản
lập trình cho PLC
A. Mục đích yêu cầu
Năm đợc các lệnh cơ bản lập trình cho PLC bằng máy tính
Lập trình ứng dụng mach Stastop - Khởi động động cơ không đồng bộ.
B. Chuẩn bi :
Modul đào tạo PLC tối thiểu, Hoặc modul đầy đủ.
Các mô hình nếu có.
Thết bị lập trình cho PLC, Cáp ghép nối, bộ lập trình cầm tay.
Máy tính và phần mềm lập trình.
C. Lý thuyết :
Giới thiệu chung
Để lập trình cho PLC S7-200 thòng sử dụng 3 ngôn ngữ lập trình là:
Ngôn ngữ giản đồ thang ký hiệu là LAD ( Ladder logic).
Ngôn ngữ " Liệt kê lệnh " ký hiệu là STL ( Statement list).
Ngôn ngữ " Khối logic" ký hiệu là FBD ( Function Block Diagram).
65
LAD
I0.0 I0.1
I0.2 I0.3
Q0.0
STL
LD I0.0
A I0.1
LD I0.2
A I0.3
O LD
= Q0.0
FBD
> 1

&
I0.0
I0.1
Q0.0
&
I0.2
I0.3
Hình 6-1. Ba dạng ngôn ngữ lập trình
Chơng trình dạng LAD :
1. Một số định nghĩa về ngôn ngữ lập trình :
LAD - ( Ladder Diagram ) - ngôn ngữ giản đồ thang :
Là ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ. Các phần tử cơ bản trong chơng trình tơng đ-
ơng với các phần tử của mạch điều khiển rele. Các phần tử này đợc nối với nhau
sẽ tạo thành các "thang" - hay "Network" nh hình 6-2 tạo thành sơ đồ dạng bậc
thang nên còn gọi là "ngôn ngữ giản đồ thang"
Các lệnh lập trình dạng LAD cho PLC S7-200 đợc thể hiện ở thanh công cụ lập
trình trên hình 6-2 bao gồm các lệnh sau:
Tiếp điểm | | : Dùng để lập trình các khối tiếp điểm logic thờng hở | | , th-
ờng kín |/| , và các khối logic khác .Khi nhắp biểu t ợng này một danh sách
các lệnh sẽ hiện ra cho phép lựa chọn các loại tiếp điểm khác nhau.
Cuộn dây - Coil : có biêut ợng ( ) |, Mô tả cuộn dây Rele đầu ra đợc mắc
theo chiều dòng điện cung cấp đi từ trái qua phải. Khi nhắp biểu tợng này một
danh sách các lệnh sẽ hiện ra cho phép lựa chọn các loại đầu ra khác nhau.
66
Hình 6-2. Chơng trình ví dụ bằng LAD
Network1
Network2
Tiếp điểm
Cuộn dây
Hộp

Hộp ( box) - FUN : Là biểu tợng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có
dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm chức năng đợc biểu diễn bằng hộp là
các bộ thời gian TON, TOFF, bộ đếm CTU, CTD, CTUD, và các hàm toán học
khác v.v Cuộn dây và các hộp phải đợc mắc đúng theo chiều dòng điện quy định
đi từ mạch chính bên trái sang bên phải. Khi nhắp biểu tợng này một danh sách
các hộp sẽ hiện ra cho phép lựa chọn các loại hàm chức năng khác nhau.
Mạng LAD - Network : Mỗi một Network là một " Thang " hay "nhánh hoàn
thiện" bao gồm các đờng nối các phẩn tử tạo thành một mạch hoàn thiện đi từ
trục nguồn power bus bên trái đến phần tử đầu Ra hoặc Hộp cuối cùng nối sang
đờng trục bên phải. Đờng trục bên trái là đờng nguồn, dòng điện bắt đầu từ đây
qua các tiếp điểm, cuối cùng đến các cuộn dây hoặc các hộp rồi đến đờng nhánh
bên phải về nguồn.( Lu ý trong một số phần mềm, nhánh bên phải có thể không
đợc vẽ đầy đủ mà chỉ thể hiện là điểm nối mát | .).
Các l u ý khi lập trình giản đồ thang :
Không đợc lập trình Hai hoặc nhiều " Thang " khác nhau hay " nhánh
hoàn thiện" trong cùng một Network
67
Hinhf 6-3 Lập trình sai
Nếu một lệnh OUT, hoặc một lệnh FUN luôn cần điều kiện thực
hiện là ON, thì lệnh này không đợc nối trực tiếp với đờng trục
nguồn Power bus bên trái mà Thay vào đó phải nối qua một tiếp
điểm cờ thờng ON - ( ALWAYS ON SM0.0)
Một nhánh không đợc xuất phát từ một nhánh song song khác.
Nếu một địa chỉ bít dùng lặp lại trên hai lệnh OUT PUT khác nhau
thì lệnh OUT PUT đi trớc sẽ không có tác dụng
Đoạn chơng trình sửa lại nh sau :
Chuyển chơng trình dạng LAD sang dạng STL :
68
Q0.2
I0.0

Q0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
SM0.0
I0.3
Q0.1
I0.4
I0.0
Q0.1
I0.2
Lệnh OUT này
không có tác dụng
I0.0
Q0.1
I0.2
I0.3
I0.4
Network 1
Network 2
SBR_0
EN
SBR_0
EN
Nhắp menu View trên menu lệnh
Nhắp chon STL
Chơng trình ví dụ 6-2 dới dạng STL :
2. Định nghĩa về STL :
Phơng pháp liệt kê lệnh ( STL ) là phơng pháp thể hiện chơng trình dới dạng tập

hợp các câu lệnh nh hình 6-4. Mỗi câu lệnh trong chơng trình, kể cả lệnh hình
thức biểu diễn một chức năng của PLC
Định nghĩa về ngăn xếp logic ( Logic stack) :
S0 Stack 0 - Bit đầu tiên hay bit trên cùng của ngăn xếp
S1 Stack 1 - Bit thứ 2 của ngăn xếp
S2 Stack 2 - Bit thứ 3 của ngăn xếp
S3 Stack 3 - Bit thứ 4 của ngăn xếp
S4 Stack 4 - Bit thứ 5 của ngăn xếp
69
Hình 6-4. Chơng trình hình 6-2 dạng STL
S5 Stack 5 - Bit thứ 6 của ngăn xếp
S6 Stack 6 - Bit thứ 7 của ngăn xếp
S7 Stack 7 - Bit thứ 8 của ngăn xếp
S8 Stack 8 - Bit thứ 9 của ngăn xếp
Để tạo một chơng trình dạng STL ngời lập trình phải hiểu rõ phơng thức sử dụng
9 Bit ngăn xếp logic của S7-200. Ngăn xếp logic là một khối 9 Bit chồng lên
nhau. Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều thực hiện với Bit đầu
tiên hoặc Bit đầu và Bit thứ 2 của ngăn xếp. Khi phối hợp 2 Bit đầu tiên của ngăn
xếp thì ngăn xếp sẽ đợc kéo lên một Bit. Ngăn xếp và tên của từng Bit trong ngăn
xếp đợc biểu diễn trong bảng trên. Bạn đọc nên xem thêm trong học liệu 2 để
hiểu rõ hơn về ngăn xếp.
Một số lệnh dạng STL cơ bản :
Mối lệnh trong STL gồm có 2 phần là tên lệnh và toán hang gồm các lệnh :
Một số lệnh đặc biệt :
70
Tên lệnh Toán hạng Chú thích
LD I0.0 //Lập trình khối đầu tiên | |
LDN I0.0 //Lập trình khối đầu tiên | |
O I0.1 // Lập trình khối nối song song | |
ON I0.1 // Lập trình khối nối song song | |

A I0.2 //Lập trình khối nối nối tiếp | |
AN I0.2 //Lập trình khối nối nối tiếp | |
= Q0.0 // Lập trình khối đầu ra
Lệnh Toán hạng Chú thích
OLD //Nối song song hai tổ hợp khối
ALD //Nối nối tiếp hai tổ hợp khối
LPS // Khai báo điểm rẽ nhánh

LPP // Gọi lại điểm rẽ nhánh
C¸c ch ¬ng tr×nh vÝ dô d íi d¹ng LAD vµ STL:
.H×nh
.
71
3. Các ph ơng pháp lập trình :
Để lập trình cho PLC có một số phơng pháp sau:
Lập trình tuyến tính nghĩa là toàn bộ chơng trình đợc viết trong khối chơng trình
chính MAIN và đợc thực hiện theo một trình tự từ trên xuống dới, phơng pháp
này thích hợp cho các bài toán thực hiện chuỗi các công việc nối tiếp nhau. Các
phơng pháp lập trình thờng dùng cho bài toán này đợc các hãng sản xuất PLC
giới thiệu gồm có phơng pháp sử dụng kỹ thuậ ghi dich; hoặc phơng pháp thang
bớc.
Một phơng pháp khác là lập trình có cấu trúc đợc hãng SIEMENS xây dựng rát
đợc a chuộng trong phần mềm lập trình Microwin vì đặc tính dễ sử dụng của nó.
Theo phơng pháp này mỗi chơng trình đều đợc phân thành 3 phần chính nh sau :
Phần chơng trình chính - Main Program đây là phần chơng trình quản lý
và điều hành chung trong đó có các lệnh gọi và điều hành đến các chơng
trình con. Các lệnh trong chơng trình chính Main Program đều đợc thực
hiện tuần tự trong mỗi chu kỳ quét.
Phần các chơng trình con - Sub Program đây là các chơng trình con, mỗi
chơng trình thực hiện một nhiệm vụ điều khiển cụ thể và đợc gọi ra và

thực hiện bởi các lệnh gọi trong chơng trình chính. Khi gặp câu lệnh gọi,
chơng trình chính sẽ tạm dừng và chuyển sang thực hiện các lệnh trong
chơng trình con. Khi kết thúc công việc chơng trình lại quay lại tiếp tục
thực hiện các nhiệm vụ tiếp theo trong chơng trình chính.
Phần các chơng trình ngắt - Interrup Program đây là Các chơng trình con
làm nhiệm vụ đặc biệt ( thờng phục vụ vào ra số liệu tác động nhanh). Khi
có tín hiệu ngắt - (các sự kiện ngắt đã dợc khai báo từ trớc), chơng trình sẽ
dừng ngay các công việc đang thực hiện và nhảy đến chơng trình con ngắt
thực hiện các nhiệm vụ trong trơng trình ngắt này. Khi kết thúc chơng
trình lại quay lại thực hiện tiếp các công việc đang bị bỏ dở trong chơng
72
trình chính.
Cấu trúc chơng trình nh sau :
Các chơng trình con và chơng trình ngắt đợc viết ngay sau chơng trình chính.
Trong chế độ ban đầu màn hình lập trình đã định sẵn các thành phần cấu trúc ch-
ơng trình gồm MAIN, SBR_0, và INT_0 nh hình 6 - 5 cho phép ngời lập trình có
thể lập trình cấu trúc bằng cách nhắp vào các lệnh này để mở ra cửa sổ lập trình
cho phần chơng trình chính MAIN, chơng trình con SUB_0; hoặc chơng trình
ngắt INT_0.
Việc tạo thêm chơng trình con hoặc chơng trình ngắt dợc thực hiện bằng cách
sau ( xem hình 6-5 ) :
Nhắp mở Menu Edit
Nhắp chọn Insert
Nhắp chon Subroutine hoặc Interrupt.
Màn hình lập trình MicroWin :
73
Main Program
LD

Call Sub (n)


Call Sub (m)

.
END
Sub (0)
LD


Ret
Sub (m)
LD


Ret
Int (0)
LD

.
Reti
Int (1)
LD


Reti
Ví dụ màn hình lập trình MAIN :
74
Hình 6-5. Tạo thêm SBR mới;

Chọn mở các cửa sổ lập trình cho chơng trình chính MAIN;
SBR; INT .
Tạo thêm SBR mới
Các thành phần cấu trúc
chơng trình
Chọn mở các cửa sổ lập trình
VÝ dô mµn h×nh lËp tr×nh SBR_0 :
H×nh 6-7. Mµn h×nh lËp tr×nh SBR_0 :
75
H×nh 6-6. Mµn h×nh lËp tr×nh MAIN
H×nh 6- 7. Mµn h×nh lËp tr×nh SBR_0
Màn hình lập trình INT_0 :
II. Các b ớc lập trình bằng máy tính- Phần mềm MICROWIN
1. Nối máy tính với PLC :
1. Nối phần cứng theo sơ đồ hình 6-1:
76
Hình 6-8. Màn hình lập trình INT_0
2. Nối phần mềm chơng trình :
Khởi động MICRO-WIN bằng cách nhắp biểu tợng trên màn hình ta mở
ra cửa số chơng trình :
Vào menu View chọn Communications
77
Hình 6- 9 Sơ đồ nối Máy tính với PLC
Hình 6-10 Cửa sổ chơng trình
Nhắp vào Double-Click to Refresh để thực hiện nối phần mềm PLC với
máy tính, khi nối đợc hình của CPU của PLC sẽ hiện ra. Sau đó chọn Ok
để đóng cửa sổ giao tiếp lại.
78
Hình 6- 11. Cửa sổ giao tiếp PLC và máy tính
Chọn Communication

3. Lập trình bằng cách nhắp biểu tợng tiếp điểm, biểu tợng đầu ra, hoặc biểu
tợng hộp điều khiển sau đó chọn khối cần thiết của sơ đồ rồi nhắp ra phần
màn hình và khai báo.
4. Nối các khối bằng các biểu tợng nối.
5. Chạy mô phỏng kiểm tra chơng trình:
Chuyển PLC về chế độ RUN vào menu PLC, chọn RUN.
Vào Debug chon Menu Start Program Status
Da tín hiệu vào PLC, xem kết quả trên PLC và trên máy tính.
79
Hình 6- 13. Đang lập trình phần tử Output Q0.0
Hình 6- 12 Cửa sổ Communication
Chạy mô phỏng kiểm tra chơng trình :
D. Các bớc thực hành
1. Tìm hiểu mạch khởi động động cơ không đồng bộ sơ đồ phần F.
2. Liệt kê đầu vào ra : 2 đầu vào, 1 đầu ra chọn PLC
3. Phân cổng vào ra : Vào I0.0 - Sta, I0.1 - Stop. Đầu ra Q0.0 - K
4. Lập lu đồ chơng trình.
5. Dich lu đồ sang giản đồ thang
6. Lập trình
7. Nối PLC với máy tính, Nối phần cứng, nối phần mềm.
8. Lập trình theo giản đồ thang.
9. Đổ chơng trình xuống PLC.
10. Chuyển PLC về chế độ Monitor
80
Hình 6-14 Chạy mô phỏng kiểm tra chơng trình
11.Chạy kiểm tra chơng trình bằng cách vào menu Debug và chon Start
Program status, đa tín hiệu vào PLC - Bật tắt công tắc CT0 cho đầu vào
I0.0- ON, xem trạng thái đầu ra trên PLC và trên màn hình máy tính, sau
đó bật tắt đầu CT1 I0.1 xem kết quả.
12.Nối PLC với mô hình hoặc thiết bị thí nghiệm

13.Kiểm tra nối. Phải đảm bảo chắc chắn là điện áp nguồn cấp cho PLC, cho
khởi động từ, áptomat, là phù hợp với các điện áp cho phép ghi trên đầu
nguồn cấp của thiết bị.
14. Chạy thử nghiệm kiểm tra hệ thống:
E. Câu hỏi cuối bài học
1. Các bớc nối PLC với máy tính.
2. Taọ Project mới, lập trình mạch Stastop-khởi động động cơ không đồng bộ
3. Phát triển chơng trình điều khiển khởi động thuận ngợc động cơ không
đồng bộ.
4. Chạy kiểm tra mô phỏng chơng trình trên máy tính.
5. Viêt chơng trình giản đồ thang LAD dới đây sang dạng STL :
a).
b).
81
F. S¬ ®å nèi thiÕt bÞ
1. S¬ ®å l¾p r¸p PLC-S7/200 víi c¸c thiÕt bÞ cña hÖ ®iÒu khiÓn :
82
Start
Stop
K
PLC - S7 200
CPU-215 DC/DC
H×nh 6-15. S¬ ®å l¾p rap PLC S7-200
M¹ch lùc :
83
§éng c¬ kh«ng ®ång bé
K
Aptomat
Ung ~
M¹ch ®iÒu khiÓn :

Start
Stop
K
K
H×nh 6-16.
S¬ ®å l¾p r¸p mach lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn khëi ®éng ®éng
c¬ kh«ng ®ång bé.
84