GIỚI THIỆU BỘ PLC CỦA SIMATIC S7-200
I. Tổng quát về PLC
1. Giới thiệu PLC
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller , là thiết bị điều khiển lập trình được
(khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn
ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các
sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các
hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kích
hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một
bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín
hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình.
Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối ( bộ điều khiển bằng
Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau :
♦ Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học .
♦ Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa.
♦ Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp .
♦ Hoàn toàn tin cậy trog môi trường công nghiệp .
♦ Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính , nối mạng , các môi
Modul mở rộng.
♦ Giá cả cá thể cạnh tranh được.
Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối và các Logic
thời gian .Tuy nhiên ,bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và tính dể dàng
cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả … Chính điều này đã gây ra sự quan
tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp . Các tập lệnh nhanh chóng đi từ các
lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm , định thời , thanh ghi dịch … sau đó là các chức năng
làm toán trên các máy lớn … Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung lượng
lớn , số lượng I / O nhiều hơn.
Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển
hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một
chương trình . Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện viêc
điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của
qui trình công nghệ , ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC . Việc thay
đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dể dàng mà không cần một sự can
thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay Relay .
2. Cấu trúc , nguyên lý hoạt động của PLC
a. Cấu trúc
Tất cả các PLC đều có thành phần chính là :
Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong ( có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài
EPROM ).
Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC .
Các Modul vào /ra.
Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm môt đơn vị lập trình bằng tay
hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứa đựng
chương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung . Nếu đơn vị lập trình là đơn vị xách tay ,
RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi nào chương trình đã được kiểm tra và
sẳn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC . Đối với các PLC lớn thường lập trình
trên máy tính nhằm hổ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình . Các đơn vị lập trình
nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458, …
b. Nguyên lý hoạt động của PLC
Đơn vị xử lý trung tâm
CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương
trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình , sẽ
đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực
thi. Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được
giữ trong bộ nhớ.
Hệ thống bus
Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu
song song :
Address Bus : Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau.
Data Bus : Bus dùng để truyền dữ liệu.
Control Bus : Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điểu khiển đồng
bộ các hoạt động trong PLC .
Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thông qua
Data Bus. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit
của 1 byte một cách đồng thời hay song song.
Nếu môt modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus , nó sẽ chuyển tất
cả trạnh thái đầu vào của nó vào Data Bus. Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên
Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data bus. Control Bus sẽ
chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC .
Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gian hạn chế.
Hê thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O . Bên cạch
đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 1÷8 MHZ. Xung này quyết định tốc độ
hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống.
Bộ nhớ
PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp :
Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O.
Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi các Relay.
Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ
nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ .
Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử lý.
Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo . Với một địa chỉ
mới , nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đấu ra, quá trình này được gọi là quá trình
đọc .
Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bỡi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khả năng
chứa 2000 ÷ 16000 dòng lệnh , tùy theo loại vi mạch. Trong PLC các bộ nhớ như RAM,
EPROM đều được sử dụng .
RAM (Random Access Memory ) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nội
dung bất kỳ lúc nào. Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị mất . Để tránh tình
trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năng cung cấp năng lượng dự trữ
cho RAM từ vài tháng đến vài năm. Trong thực tế RAM được dùng để khởi tạo và kiểm tra
chương trình. Khuynh hướng hiện nay dùng CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi
thọ lớn .
EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người sử dụng
bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được . Nội dung của EPROM không
bị mất khi mất nguồn , nó được gắn sẵn trong máy , đã được nhà sản xuất nạp và chứa hệ điều
hành sẵn. Nếu người sử dụng không muốn mở rộng bộ nhớ thì chỉ dùng thêm EPROM gắn
bên trong PLC . Trên PG (Programer) có sẵn chổ ghi và xóa EPROM.
Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoạc đĩa mềm, được sử dụng trong máy lập
trình . Đĩa cứng hoăc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng để lưu những
chương trình lớn trong một thời gian dài .
Kích thước bộ nhớ :
♦ Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 ÷1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo .
♦ Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K ÷ 16K, có khả năng chứa từ 2000 ÷16000 dòng
lệnh.
Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM , EPROM.
Các ngỏ vào ra I / O
Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các modul ( các đầu vào của PLC ) ,
các cơ cấu chấp hành được nối với các modul ra ( các đầu ra của PLC ) .
Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V , tín hiêu xử lý là 12/24VDC
hoặc 100/240VAC.
Mỗi đơn vị I / O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I / O
được cung cấp bỡi các đèn LED trên PLC , điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập
xuất trở nên dể dàng và đơn giản .
Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực hiện việc đóng hay
ngắt mạch ở đầu ra .
3. Các hoạt động xử lý bên trong PLC
a. Xử lý chương trình
Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC , các lệnh sẽ được trong một
vùng địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ .
PLC có bộ đếm địa chỉ ở bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trong bộ nhớ sẽ
được bộ vi xử lý thực hiện một cách tuần tự từng lệnh một, từ đầu cho đến cuối chương trình .
Mỗi lần thực hiện chương trình từ đầu đến cuối được gọi là một chu kỳ thực hiện. Thời gian
thực hiện một chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý của PLC và độ lớn của chương trình. Một
chu lỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp nhau :
♦ Đầu tiên, bộ xử lý đọc trạng thái của tất cả đầu vào. Phần chương trình phục vụ
công việc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệ điều hành .
♦ Tiếp theo, bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự lệnh một trong chương trình. Trong ghi
đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào, thực hiện các phép
toán logic và kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái của các đầu ra.
♦ Cuối cùng, bộ vi xử lý sẽ gán các trạng thái mới cho các đầu ra tại các modul đầu
ra.
b. Xử lý xuất nhập
Gồm hai phương pháp khác nhau dùng cho việc xử lý I / O trong PLC :
Cập nhật liên tục
Điều nay đòi hỏi CPU quét các lệnh ngỏ vào (mà chúng xuất hiện trong chương
trình ), khoảng thời gian Delay được xây dựng bên trong để chắc chắn rằng chỉ có những tín
hiệu hợp lý mới được đọc vào trong bộ nhớ vi xử lý. Các lệnh ngỏ ra được lấy trực tiếp tới
các thiết bị. Theo hoạt động logic của chương trình , khi lệnh OUT được thực hiện thì các
ngỏ ra cài lại vào đơn vị I / O, vì thế nên chúng vẫn giữ được trạng thái cho tới khi lần cập
nhật kế tiếp.
Chục ảnh quá trình xuất nhập
Hầu hết các PLC loại lơn có thể có vài trăm I / O, vì thế CPU chỉ có thể xử lý một lệnh
ở một thời điểm . Trong suốt quá trình thực thi, trạng thái mỗi ngõ nhập phải được xét đến
riêng lẻ nhằm dò tìm các tác động của nó trong chương trình. Do chúng ta yêu cầu relay 3ms
cho mỗi ngõ vào, nên tổng thời gian cho hệ thống lấy mẫu liên tục trở nên rất dài và tăng theo
số ngõ vào.
Để làm tăng tốc độ thực thi chương trình, các ngõ I / O được cập nhật tới một vùng đặc
biệt trong chương trình. Ở đây, vùng RAM đặc biệt này được dùng như một bộ đệm lưu trạng
thái các logic điều khiển và các đơn vị I / O. Mỗi ngõ vào ra đều có một địa chỉ I / O RAM
này. Suốt quá trình copy tất cả các trạng thái vào trong I / O RAM. Quá trình này xảy ra ở
một chu kỳ chương trình (từ Start đến End ).
Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/O được copy tiêu biểu
là vài ms. Thời gian thực thi chương trình phụ thuộc vào chiều dài chương trình điều khiển
tương ứng mỗi lệnh mất khoảng từ 1÷10 µs.
II. PLC SIMATIC S7-200 CPU 214
1. Cấu trúc phần cứng của CPU 214
S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của Hãng SIEMNS (CHLB Đức)
có cấu trúc theo kiểu Modul và có các modul mở rộng. Các modul này được sử dụng cho
nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU-214.
♦ CPU-214 bao gồm 14 ngõ vào và 10 ngõ ra, có khả năng thêm 7 modul mở rộng.
♦ 2.048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc miền nhớ đọc / ghi non-volatile để lưu chương trình
(vùng nhớ có giao diện với EEPROM).
♦ 2.048 từ đơn (4 Kbyte) thuộc kiểu đọc ghi để lưu dữ liệu, trong đó 512 từ đầu thuộc
miền non-volatile.
♦ Tổng số ngõ vào / ra cực đại là 64 ngõ vào và 64 ngõ ra.
♦ 128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms, 16 Timer 10ms
và 108 Timer 100ms.
♦ 128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.
♦ 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.
♦ Các chế độ xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc xuống, ngắt
thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.
♦ 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2Khz và 7 Khz.
♦ 2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.
♦ 2 bộ điều chỉnh tương tự
♦ Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ kể từ khi PLC
bị mất nguồn cung cấp.
Các đèn báo trên S7-200 CPU214
♦ SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng.
♦ RUN (đèn xanh): Đèn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện
chương trình được nạp vào trong máy.
♦ STOP (đèn vàng): Đèn vàng STOP chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng chương
trình và đang thực hiện lại.
Cổng vào ra
♦ Ix.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng vào báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Ix.x. Đèn
này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị Logic của công tắc.
♦ Qx.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Qx.x. Đèn
này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.
Chế độ làm việc
PLC có 3 chế độ làm việc:
♦ RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình từng bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ RUN
sang STOP nếu trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP.
♦ STOP: Cưởng bức PLC dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ STOP.
♦ TERM: Cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC hoặc RUN
hoặc STOP.
Cổng truyền thông
S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ cho
việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập
trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là 300 ÷38.400
baud.
Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG702 hoặc các loại máy lập trình thuộc họ
PG7xx có thể dùng một cáp nối thẳng MPI. Cáp đó đi kèm với máy lập trình.
Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC / PPI với bộ
chuyển đổi RS232 / RS485.
Chân Giải thích
1
·····
····
123
45
9 8
7
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Đất
24 VDC
Truyền và nhận dữ liệu
Không sử dụng
Đất
5 VDC (điện trở trong 100Ω)
24 VDC (120 mA tối đa)
Truyền và nhận dữ liệu
Không sử dụng
2. Cấu trúc bộ nhớ
Bộ nhớ S7-200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong
một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ S7-200 có tính năng động cao,
đọc, ghi được trong toàn vùng, loại trừ các bit nhớ đặc biệt SM (Special memory) chỉ
có thể truy nhập để đọ
EEPROM MIỀN NHỚ NGOÀI
Chương trình Chương trình Chương trình
Tham số Tham số Tham số
Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu
Vùng đối tượng
♦ Vùng chương trình
Là nguồn nhờ được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu
non-volatile đọc / ghi được.
♦ Vùng tham số
Là miền lưu giữ các tham số như: từ khóa, địa chỉ trạm, … cũng giống như vùng
chương trình, thuộc kiểu non-volatile đọc / ghi được.
♦ Vùng dữ liệu
Là miền nhớ động được sử dụng để cất giữ các dữ liệu của chương trình. Nó có thể
được truy cập theo từng bít, từng byte, từng từ đơn (W-Word) hoặc theo từ kép (DW_
Double Word), vùng dữ liệu được chia thành những miền nhớ nhỏ với các công dụng khác
nhau. Chúng được ký hiệu bằng chữ cái đầu theo từ tiếng Anh, đặc trưng cho công dụng
riêng của chúng như sau:
V : Variable Memory.
I : Input image register.
O : Output image regiter.
M : Internal Memory bits.
SM : Special Memory bits.
Tất cả các miền này đều có thể truy nhập theo từng bít, từng byte, từng từ (word) hoặc
từ kép (double word).
♦ Vùng đối tượng
Bao gồm các thanh ghi Timer, bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào ra, thanh ghi AC. Vùng
này không thuộc kiểu Non-Volatile nhưng đọc / ghi được .
3. Mở rộng cổng vào ra
CPU 214 cho phép mở rộng nhiều nhất 7 Modul. Các modul mở rộng tương tự và có thể
mở rộng cổng vào của PLC bằng cách ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên
Tụ
phải của CPU, làm thành một móc xích . Địa chỉ của các vị trí của các modul được xác định
cùng kiểu . Ví dụ như một modul cổng ra không thể gán địa chỉ của một modul cổng vào,
cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một modul số và ngược lại .
Các modul mở rộng số hay tương tự đều chiếm chổ trong bộ đệm, tương tự với số đầu
vào/ra của modul .
Sau đây là địa chỉ của một số modul mở rộng trên CPU214
CPU214
Modul 0
4vào/4a
Modul 1
8 vào
Modul 2
3vào/1a
Analog
Modu3
8 ra
Modul 4
3vào/1a
I0.0 Q0.0
I0.1 Q0.1
I0.2 Q0.2
I0.3 Q0.3
I0.4 Q0.4
I0.5 Q0.5
I0.6 Q0.6
I0.7 Q0.7
I1.0 Q1.0
I1.1 Q1.1
I1.2
I1.3
I1.4
I1.5
I2.0
I2.1
I2.2
I2.3
Q2.0
Q2.1
Q2.2
Q2.3
I3.0
I3.1
I3.2
I3.3
I3.4
I3.5
I3.6
I3.7
AIW 0
AIW 2
AIW 4
AQW 0
Q3.0
Q3.1
Q3.2
Q3.3
Q3.4
Q3.5
Q3.6
Q3.7
AIW8
AIW12
AQW 4
4. Cấu trúc chương trình của S7-200
Có thể được lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng một trong các phần mềm :
Step 7 – Micro / Dos
Step 7 – Micro / Win
Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên các máy lập trình họ
PG 7xx và các máy tính cá nhân.
Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính (main
program) và sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt.
Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND).
Chương trình con là một bộ phận của chương trình, các chương trình phải được viết sau
lệnh kết thúc chương trình đó là lệnh MEND.
Các chương trình xử lý ngắt cũng là một bộ phận của chương trình. Nếu cần sử dụng
phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính (MEND).
Các chương trình được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính, sau đó
đến các chương trình xử lý ngắt. Cũng có thể do trộn lẫn các chương trình con và chương
trình xử lý ngắt ở sau chương trình chính
5. Thực hiện chương trình của S7-200
PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan).
Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc các dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm ảo,
tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực
hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc MEND. Sau giai đoạn thực hiện chương
trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn
chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra.
.
Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào / ra thông thường lệnh không làm việc trực
tiếp cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền
thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn (1) và (4) do CPU quản lý. Khi gặp
lệnh vào / ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử
lý ngắt để thực hiện lệnh này trực tiếp với cổng vào và ra.
Main program
MEND
Main program
MEND
SBRO Chương trình con thứ nhất
RET
SBRn Chương trình thứ n+1
RET
INT 0 Chương trình xử lý ngắt thứ nhất
RET I
INT n Chương trình xử lý ngắt thứ n+1
RET I
Thực hiện trong vòng quét
Thực hiện khi chương trình chính gọi
4. Chuyển dữ liệu từ bộ
đệm ảora ngoại vi
3. Truyền thông và
tự kiểm tra lỗi
2.Thực hiện
chương trình
1. Nhập dữ liệu từ
ngoại vi vào
Nếu sử dụng các chế độ ngắt chương trình tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn
thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ được thực hiện
trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng
quét.
6. Các toán hạng lập trình cơ bản
Có 6 phần tử lập trình cơ bản, mỗi phần tử có công dụng riêng. Để dễ dàng xác định thì
mỗi phần tử được gán cho mộ ký tự:
♦ I : Dùng để chỉ ngõ vào vật lý nối trực tiếp vào PLC.
♦ Q : Dùng để chỉ ngõ ra vật lý nối trực tiếp từ PLC.
♦ T : Dùng để xác định phần tử định thời có trong PLC.
♦ C : Dùng để xác định phần tử đếm có trong PLC.
♦ M và S : Dùng như các cờ hoạt động như bên trong PLC.
Tất cả các phần tử (toán hạng) trên có hai trạng thái ON hoặc OFF (1 hoặc 0).
Cuộn dây có thể được dùng để điều khiển trực tiếp ngõ ra từ PLC (như phần tử Q) hoặc
có thể điều khiển bộ định thì, bộ đếm hoặc cờ (như phần tử M, S). Mỗi cuộc dây được gắn với
các công tắc. Các công tắc này có thể là thường mở hoặc thường đóng.
Các ngõ vào vật lý nối đến bộ điều khiển lập trình (phần tử I) không có cuộn dây để lập
trình. Các phần tử này chỉ có thể dùng ở dạng các công tắc mà thôi (loại thường đóng và
thường mở).
III. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CỦA S7-200 CPU 214
1. Phương pháp lập trình
S7-200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình. Chương trình
bao gồm một dãy các tập lệnh. S7-200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu
tiên và kết thúc ở lập trình cuối trong một vòng quét (scan).
Một vòng quét (scan cyele) được bắt đầu bằng một việc đọc trạng thái của đầu vào, và
sau đó thực hiện chương trình. Vòng quét kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái đầu ra. Trước
khi bắt đầu một vòng quét tiếp theo S7-200 thực thi các nhiệm vụ bên trong và nhiệm vụ
truyền thông. Chu trình thực hiện chương trình là chu trình lặp.
Cách lập trình cho S7-200 nói riêng và cho các PLC nói chung dựa trên hai phương
pháp cơ bản. Phương pháp hình thang (Ladder, viết tắt là LAD) và phương pháp liệt kê lệnh
(Statement list, viết tắt là STL).
Nếu có một chương trình viết dưới dạng LAD, thiết bị lập trình sẽ tự dộng tạo ra một
chương trình theo dạng STL tương ứng. Ngược lại không phải mọi chương trình viết dưới
dạng STL đều có thể chuyển sang được dạng LAD.
Phương pháp hình thang (LAD): LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa, những
thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển
bằng rơ le. Trong chương trình LAD, các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic
như sau:
♦ Tiếp điểm: Là biểu tượng (Symbol) mô tả các tiếp điểm của rơ le
Tiếp điểm thường mở
Tiếp điểm thương đóng
♦ Cuộn dây (coil): Là biểu tượng ( ) mô tả rơ le được mắc theo chiều dòng điện
cung cấp cho rơ le.
♦ Hộp (Box): Là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dòng điện
chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là các bộ thời gian
(Timer), bộ đếm (counter) và các hàm toán học. Cuộn dây và các hộp phải mắc đúng
chiều dòng điện.
Mạng LAD: Là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồn
bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn bên trái là dây pha, đường nguồn bên phải
là dây trung hòa và cũng là đường trở về nguồn cung cấp (thường không được thể hiện khi
dùng chương trình tiện dụng STEPT MICRO / DOS hoặc STEPT – MICRO/WIN. Dòng điện
chạy từ trái qua tiếp điểm đến đóng các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn.
Phương pháp liệt kê lệnh (STL): Là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập
hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình, kể cả những lệnh hình thức biểu diễn
một chức năng của PLC.
2. Các toán hạng và giới hạn cho phép của CPU 214
Phương pháp truy nhập Giới hạn cho phép của các toán hạng
Truy nhập bit (địa chỉ byte, chỉ
số bit)
V (0.0 ÷ 4095.7)
I (0.0 ÷ 7.7)
Q (0.0 ÷7.7)
M (0.0 ÷31.7)
SM (0.0 ÷85.7)
T (0 ÷127)
C (0 ÷127)
Truy nhập bit
VB (0 ÷4.095)
IB (0 ÷7)
MB (0 ÷31).
SMB (0 ÷85)
AC (0 ÷3)
Hằng số
Truy nhập từ đơn
VW (0 ÷4094)
T (0 ÷127)
C (0 ÷127)
IW (0 ÷6)
QW (0 ÷6)
MW (0 ÷30)
SMW (0 ÷84)
AC (0 ÷3)
AIW (0 ÷30)
AQW (0 ÷30)
Hằng số
Truy nhập từ kép
VD (0 ÷4092)
ID (0 ÷ 4)
QD (0 ÷ 4)
MD (0 ÷ 28)
SMD (0 ÷ 82)
AC (0 ÷ 3)
HC (0 ÷ 2)
Hằng số.
3. Một số lệnh cơ bản dùng trong lập trình
3.1. Các lệnh vào ra
* Load (LD): Lệnh LD nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bít đầu tiên của ngăn
xếp (xem hình a), các giá trị cũ còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bít.
• Load Not (LDN): Lệnh LDN nạp giá trị logic nghịch đảo của một tiếp điểm vào trong
bít đầu tiên của ngăn xếp (xem hình b), các giá trị còn lại trong ngằn xếp bị đẩy lùi
xuống một bít.
Trước LD Sau
c0 M
c1 c0
c2 c1
c3 c2
c4 c3
c5 c4
c6 c5
c7 c6
c8 c7
Hình a: Trạng thái của ngăn xếp trước và sau khi thực hiện lệnh LD
Trước LDN Sau
c0
∼m
c1 c0
c2 c1
c3 c2
Bị đẩy ra khỏi ngăn xếp
c4 c3
c5 c4
c6 c5
c7 c6
c8 c7
Bị đẩy ra khỏi ngăn xếp
Hình b: Trạng thái của ngăn xếp trước và sau khi thực hiện lệnh LDN.
Các dạng khác nhau của lệnh LD, LDN cho LAD như sau:
LAD Mô tả Toán hạng
LD n Tiếp điểm thường mở sẽ
được đóng nếu n = 1.
n: I, Q, M, SM, T, C, V
(bit)
LDN n Tiếp điểm thường đóng
sẽ mở khi n = 1.
LDI n Tiếp điểm thường mở sẽ
đóng tức thời khi n = 1
n: I
LDNI n Tiếp điểm thường đóng
sẽ mở tức thời khi n = 1
Các dạng khác nhau của lệnh LD, LDN cho STL như sau:
Lệnh Mô tả Toán hạng
LD n Lệnh nạp giá trị logic của
điểm n vào bít đầu tiên
trong ngăn xếp.
n (bít): I, Q, M, SM, T,
C, V
LDN n Lệnh nạp giá trị logic
nghịch đảo của điểm n vào
bít đầu tiên trong ngăn xếp.
LDI n Lệnh nạp tức thời giá trị
logic của điểm n vào bít đầu
tiên trong ngăn xếp.
n: I
LDNI n Lệnh nạp tức thời giá trị
logic nghịch đảo của điểm n
vào bít đầu tiên trong ngăn
xếp.
OUTPUT (=)
Lệnh sao chép nội dung của bít đầu tiên trong ngăn xếp vào bít được chỉ định trong lệnh.
Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi.
Mô tả lệnh bằng LAD như sau:
LAD Mô tả Toán hạng
n
( )
Cuộn dây đầu ra ở trạng
thái kích thích khi có dòng
điều khiển đi qua.
n: I, Q, M, SM, T, C, V
(bít)
n
( )
( )
Cuộn dây đầu ra được kích
thích tức thời khi có dòng
điều khiển đi qua.
n: Q
(bít)
Mô tả bằng lệnh STL như sau:
STL Mô tả Toán hạng
= n
Lệnh = sao chép giá trị của
đỉnh ngăn xếp tới tiếp điểm n
được chỉ dẫn trong lệnh.
n: I, Q, M, SM, T, C,
V
(bít)
= I n
Lệnh = I (immediate) sao
chép tức thời giá trị của đỉnh
stack tới tiếp điểm n được chỉ
dẫn trong lệnh.
n: Q
(bít)
3.2. Các lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm
SET (S) ; RESET (R):
Lệnh dùng để đóng và ngắt các điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong LAD, logic điều
khiển dòng điện đóng hoặc ngắt các cuộc dây đầu ra. Khi dòng điều khiển đến các cuộc dây
thì các cuộn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm (hoặc một dãy các tiếp điểm).
Trong STL, lệnh truyền trạng thái bít đầu của ngăn xếp đến các điểm thiết kế. Nếu bít này
có giá trị =1, các lệnh S và R sẽ đóng ngắt tiếp điểm hoặc một dãy các tiếp điểm (giới hạn từ 1
đến 255). Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi bởi các lệnh này.
Mô tả bằng lệnh LAD
LAD Mô tả Toán hạng
S BIT n
( S )
Đóng một mảng gồm n các
tiếp điểm kể từ S BIT
S BIT: I, Q, M, SM, T,
C, V
n(byte): IB, QB, MB,
SMB, VB,AC, Hằng số,
*VD, *AC
Đóng một mảng gồm n các
tiếp điểm kể từ S BIT. Nếu S
BIT lại chỉ vào Timer hoặc
Counter thì lệnh sẽ xóa bít đầu ra
của Timer / Counter đó.
Đóng tức thời một mảng gồm
n các tiếp điểm kể từ S BIT
S BIT: Q
N(byte): IB, QB, MB,
SMB, VB,AC, Hằng số,
*VD, *AC
Ngắt tức thời một mảng gồm
n các tiếp điểm kể từ địa chỉ S
BIT
STL Mô tả Toán hạng
S S BIT n Ghi giá trị logic vào một
mảng gồm n bít kể từ địa chỉ S
BIT
S BIT: I, Q, M, SM, T,
C, V
(bit)
n: IB, QB, MB, SMB,
VB
(byte) AC, Hằng số,
*VD, *AC
R S BIT n Xóa một mảng gồm n bít kể
từ địa chỉ S BIT. Nếu S BIT lại
chỉ vào Timer hoặc Counter thì
lệnh sẽ xóa bít đầu ra của
Timer / Counter.
S I S BIT
n
Ghi tức thời giá trị logic 1 vào
một mảng gồm n bít kể từ địa chỉ
S BIT
S BIT: Q
(bit)
n: IB, QB, MB, SMB,
VB (byte)
(byte) AC, Hằng số,
*VD, *AC
R I S BIT
n
Xóa tức thời một mảng gồm n
bít kể từ địa chỉ S BIT
3.3. Các lệnh logic đại số (BOOLEAN)
Các lệnh tiếp điểm đại số Boolean cho phép tạo lập được các mạch logic (không có nhớ).
Trong LAD các lệnh này được biểu diễn thông qua cấu trúc mạch, mắc nối tiếp hay song song
các tiếp điểm thường đóng và các tiếp điểm thường mở. STL có thể sử dụng các lệnh A (And)
và O (Or) cho các hàm hở hoặc các lệnh AN (And Not), ON (Or Not) cho các hàm kín.
Giá trị của ngăn xếp thay đổi phụ thuộc vào từng lệnh.
S BIT n
( R )
S BIT n
( RI )
S BIT n
( SI )
Lệnh Mô tả Toán hạng
O n
A n
Lệnh thực hiện toán tử ^ (A) và V
(O) giữa giá trị logic của tiếp điểm n và
giá trị bít đầu tiên trong ngằn xếp. Kết
quả được ghi lại bít đầu trong ngăn xếp.
n: I, Q, M, SM, T, C, V
(bit)
AN n
ON n
Lệnh thực hiện toán tử ^ (A) và V
(O) giữa giá trị logic nghịch đảo của
tiếp điểm n và giá trị bít đầu tiên trong
ngằn xếp. Kết quả được ghi lại bít đầu
trong ngăn xếp.
AI n
OI n
Lệnh thực hiện tức thời toán tử ^ (A)
và V (O) giữa giá trị logic của tiếp điểm
n và giá trị bít đầu tiên trong ngằn xếp.
Kết quả được ghi lại bít đầu trong ngăn
xếp.
n: 1
(bit)
ANI n
ONI n
Lệnh thực hiện tức thời toán tử ^ (A)
và V (O) giữa giá trị logic nghịch đảo
của tiếp điểm n và giá trị bít đầu tiên
trong ngằn xếp. Kết quả được ghi lại bít
đầu trong ngăn xếp.
Ngoài những lệnh làm việc trực tiếp với tiếp điểm, S7-200 còn có 5 lệnh đặc biệt biểu
diễn các phép tính của đại số Boolean cho các bit trong ngăn xếp, được gọi là các lệnh stack
logic. Đó là các lệnh ALD (And load), OLD (Or load), LPS (Logic push), LRD (Logic read)
và LPP (Logic pop). Lệnh stack logic được dùng để tổ hợp, sao chụp hoặc xóa các mệnh đề
logic. LAD không có bộ đếm dành cho lệnh stack logic. STL sử dụng các lệnh stack logic để
thực hiện phương trình tổng thể có nhiều biểu thức con.
Bảng sao tóm tắt cú pháp gọi các lệnh stack logic trong STL.
Lệnh Mô tả Toán hạng
ALD Lệnh tổ hợp giá trị của bít đầu tiên và thứ hai của
ngăn xếp bằng phép tính logic. Kết quả ghi lại vào bít
đầu tiên. Giá trị còn lại của ngăn xếp được kéo lên
một bít.
Không có
OLD Lệnh tổ hợp giá trị của bít đầu tiên và thứ hai của
ngăn xếp bằng phép tính logic V. Kết quả ghi lại vào
bít đầu . Giá trị còn lại của ngăn xếp được kéo lên
một bít.
Không có
LPS Lệnh logic Push (LPS) sao chụp giá trị của bít đầu
tiên vào bít thứ hai trong ngăn xếp. Giá trị còn lại bị
đẩy xuống một bít. Bít cuối cùng bị đẩy ra khỏi ngăn
xếp.
Không có
LRD Lệnh sao chép giá trị của bít thứ hai vào bít đầu
tiên trong ngăn xếp. Các giá trị còn lại của ngăn xếp
Không có
giữ nguyên vị trí.
LPP Lệnh kéo ngăn xếp lên một bít. Giá trị của bít sau
được chuyển cho bít trước.
Không có
AND (A)
OR (O)
Lệnh A và O phối hợp giá trị logic của một tiếp điểm n với giá trị bít đầu tiên của ngăn
xếp. Kết quả phép tính được đặt lại vào bít đầu tiên trong ngăn xếp. Giá trị của các bít còn lại
trong ngăn xếp không bị thay đổi.
Luật tính toán của các phép tính logic And và Or như sau:
x y x ^
y (And)
x v
y (Or)
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 1
Tác động của lệnh AND và OR vào ngăn xếp như sau
Trước A Sau m= c0 ^ c1
c0 m
c1 C1
c2 C2
c3 C3
c4 C4
c5 C5
c6 C6
c7 C7
c8 C8
Trước O Sau m= c0 v c1
c0 m
c1 C1
c2 C2
c3 C3
c4 C4
c5 C5
c6 C6
c7 C7
c8 C8
AND LOAD (ALD)
OR LOAD (OLD):
Lệnh ALD và lệnh OLD thực hiện phép tính logic And và Or giữa hai bít đầu tiên
của ngăn xếp. Kết quả của phép logic này sẽ được ghi lại vào bít đầu trong ngăn xếp.
Nội dung còn lại của ngăn xếp được kéo lên một bít.
Tác động của lệnh ALD và OLD vào ngăn xếp như sau:
Trước ALD Sau m= c0^ c1
c0 m
c1 c2
c2 c3
c3 c4
c4 c5
c5 c6
c6 c7
c7 c8
c8
Trước OLD Sau m= c0 v c1
c0 m
c1 c2
c2 c3
c3 c4
c4 c5
c5 c6
c6 c7
c7 c8
c8
LOGIC PUSH (LPS)
LOGIC READ (LRD)
LOGIC POP (LPP)
Lệnh LPS, LRD và LPP là những lệnh thay đổi nội dung bít đầu tiên của ngăn xếp.
Lệnh LPS sao chép nội dung của bít đầu tiên và bít thứ hai trong ngăn xếp, nội dung
ngăn xếp sau đó bị đẩy xuống một bít. Lệnh LRD lấy giá trị của bít thứ hai ghi vào bít
đầu tiên của ngăn xếp, nội dung ngăn xếp đó được kéo lên một bít. Lệnh LPP kéo ngăn
xếp lên một bít.
Sơ đồ minh họa thay đổi ngăn xếp của các lệnh LPS, LRD và LPP
Trước LPS Sau Trước LRD Sau Trước LPP Sau
C0 c0 c0 c1 c0 c1
c1 c0 c1 c1 c1 c2
c2 c1 c2 c2 c2 c3
c3 c2 c3 c3 c3 c4
c4 c3 c4 c4 c4 c5
c5 c4 c5 c5 c5 c6
c6 c5 c6 c6 c6 c7
c7 c6 c7 c7 c7 c8
c8 c7 c8 c8 c8
ORW, ORD
ANDW, ANDD
XORW, XORD
Lệnh thực hiện các thuật toán logic And, Or và Exclusive Or của đại số Boolean trên 2 bite
hoặc 4 byte (mảng nhiều bít hoặc ít điểm).
Ngoài các lệnh logic làm với tiếp điểm, S7-200 cung cấp thêm những lệnh logic có khả
năng thực hiện các thuật toán logic trên một mảng nhiều tiếp điểm (hay nhiều bít) như trên 2
byte hoặc 4 byte. Luật tính toán của chúng như sau:
x Y X ^ y
(And)
x v y
(Or)
x XOR
y
0 0 0 0 0
0 1 0 1 1
1 0 0 1 1
1 1 1 1 0
Cách biểu diễn các lệnh logic này trong LAD và STL được tóm tắt trong bảng sau. Chúng
sử dụng bít nhớ đặc biệt SM 1.0 để thông báo về trạng thái kết quả phép tính được thực hiện
(kết quả bằng 0).
Biểu diễn trong STL
STL Mô tả Toán hạng
ANDW IN1 IN2
Lệnh thực hiện phép logic AND
giữa các bít tương ứng của hai từ
IN1 và IN2. Kết quả được ghi lại
vào IN2
IN1: VW, T, C,
IW, QW.
(word) SMW,
AC, AIW, *VD
*AC, Hằng số.
IN2: VW, T, C,
IW, QW
(word) W, CA,
AIW, *VD, *AC
ORW IN1 IN2
Lệnh thực hiện phép logic OR
giữa các bít tương ứng của hai từ
IN1 và IN2. Kết quả được ghi lại
vào IN2
XORW IN1 IN2
Lệnh thực hiện phép logic XOR
giữa các bít tương ứng của hai từ
IN1 và IN2 . Kết quả được ghi lại
vào IN2
ANDD IN1 IN2
Lệnh thực hiện phép logic AND
giữa các bít tương ứng của hai từ
kép IN1 và IN2. Kết quả được ghi
lại vào IN2
IN1: VD, ID, QD,
MD, SMQ.
(Dword) AC, HC,
*CD,*AC
Hằng số.
ORD IN1 IN2
Lệnh thực hiện phép logic OR
giữa các bít tương ứng của hai từ
kép IN1 và IN2. Kết quả được ghi
lại vào IN2
IN2: VD, ID, QD,
MD, SMD
(Dword)AC,
*VD, *AC
XORD IN1 IN2
Lệnh thực hiện phép logic XOR
giữa các bít tương ứng của hai từ
kép IN1 và IN2. Kết quả được ghi
lại vào IN2
Biểu diễn trong LAD
LAD Mô tả Toán hạng
Lệnh thực hiện phép
tính logic AND theo từng
bít của hai từ IN1 và IN2.
Kết quả được ghi vào từ
OUT.
IN1: VW, T, C, IW,
QW
(word) SMW, AC,
AIW, VD
*AC, Hằng số.
IN2: VW, T, C, IW,
QW,
(word) SMW, AC,
AIW, *VD, *AC, Hằng
số.
OUT: VW, T, C,
IW, QW, MW,
(word) SMW, AC,
*VD, *AC
Lệnh thực hiện phép
tính logic OR giữa các bít
tương ứng của hai từ IN1
và IN2. Kết quả được ghi
vào từ OUT.
Lệnh thực hiện phép
tính logic XOR giữa các
bít tương ứng của hai từ
IN1 và IN2. Kết quả được
ghi vào từ OUT.
Lệnh thực hiện phép
tính logic AND giữa các
bít của hai từ kép IN1 và
IN2. Kết quả được ghi vào
từ OUT.
IN1: VD, ID, QD,
MD, SMW
(Dword) AC, AIW,
Hằng số, VD, AC
IN2: VD, ID, QD,
MD, SMW
(Dword) AC, AIW,
Hằng số, *VD, *AC
OUT: VD, ID, QD,
MD, SMD,
Lệnh thực hiện phép
tính logic OR giữa các bít
của hai từ kép IN1 và IN2.
Kết quả được ghi vào từ
OUT.
WAND W
EN
IN1
IN2 OUT
WOR W
EN
IN1
IN2 OUT
WXOR W
EN
IN1
IN2 OUT
WOR DW
EN
IN1
IN2 OUT
WAND DW
EN
IN1
IN2 OUT
(Dword) AC, *VD,
*AC
Lệnh thực hiện phép
tính logic XOR giữa các
bít của hai từ kép IN1 và
IN2. Kết quả được ghi vào
từ OUT.
3.4. Các lệnh tiếp điểm đặc biệt:
Có thể dùng các lệnh tiếp điểm đặc biệt để phát hiện sự chuyển tiếp trạng thái của xung
(sườn xung) và đảo lại trạng thái của dòng cung cấp (giá trị của đỉnh ngăn xếp). LAD sử dụng
các tiếp điểm đặc biệt để tác động vào dòng cung cấp. Các tiếp điểm đặc biệt không có toán
hạng riêng của chính chúng và vì thế phải đặt chúng vào vị trí phía trước của cuộn dây hoặc
hộp đầu ra. Tiếp điểm chuyển tiếp dương/âm (các lệnh sườn trước và sườn sau) có nhu cầu về
bộ nhớ, nên đối với CPU 214 là 256 lệnh.
Các lệnh tiếp điểm đặc biệt được biểu diễn như sau trong LAD
LAD Mô tả Toán hạng
Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung
cấp. Nếu dòng cung cấp có tiếp điểm đảo
thì nó bị ngắt mạch, nếu không có tiếp
điểm đảo thì nó thông mạch.
Không có
Tiếp điểm chuyển đổi dương cho phép
dòng cung cấp thông mạch trong một
vòng quét khi sườn xung điều khiển
chuyển từ 0 lên 1
Không có
Tiếp điểm chuyển đổi âm cho phép
dòng cung cấp thông mạch trong một
vòng quét khi sườn xung điều khiển
chuyển từ 1 xuống 0.
Không có
Các lệnh tiếp điểm đặc biệt được biểu diễn như sau trong STL
STL Mô tả Toán hạng
NOT Lệnh đảo giá trị của bít đầu tiên trong ngăn
xếp.
Không có
EU Lệnh nhận biết sự chuyển tiếp trạng thái từ 0
lên 1 trong một vòng quét của đỉnh ngăn xếp.
Khi nhận được sự chuyển tiếp như vậy đỉnh
ngăn xếp sẽ có giá trị bằng 1 trong một vòng
quét.
Không có
WXOR DW
EN
IN1
IN2 OUT
NOT
P
N
ED Lệnh nhận biết sự chuyển tiếp trạng thái từ 1
xuống 0 trong một vòng quét của đỉnh ngăn xếp.
Khi nhận được sự chuyển tiếp như vậy đỉnh
ngăn xếp sẽ có giá trị bằng 1 trong một vòng
quét.
Không có
NOT (NOT)
EDGE UP (EU)
EDGE DOWN (ED)
Lệnh NOT, EU và ED thực hiện các thuật toán đặc biệt trên bít đầu tiên của ngăn
xếp. Lệnh NOT đảo giá trị của bít đầu tiên trong ngăn xếp. Lệnh EU khi phát hiện thấy
sườn lên từ 0 đến 1 trong bít đầu tiên của ngăn xếp thì đặt giá trị 1 vào bít đầu tiên của
ngăn xếp trong khoảng thời gian bằng một vòng quét.
Tác động của lệnh vào ngăn xếp như sau:
Trước NOT Sau Trước EU Sau Trước ED Sau
c0
∼c
0
1 c1 C0 1
c1 c1 c1 c1 C1 c1
c2 c2 c2 c2 C2 c2
c3 c3 c3 c3 C3 c3
c4 c4 c4 c4 C4 c4
c5 c5 c5 c5 C5 c5
c6 c6 c6 c6 C6 c6
c7 c7 c7 c7 C7 c7
c8 c8 c8 c8 C8 c8
3.5. Các lệnh so sánh
Khi lập trình, nếu có các quyết định về điều khiển được thực hiện dựa trên kết quả của
việc so sánh thì có thể sử dụng lệnh so sánh cho byte, từ hay từ kép của S7-200.
LAD sử dụng lệnh so sánh để so sánh các giá trị của byte, từ và từ kép (giá trị thực hoặc
nguyên). Những lệnh so sánh thường là so sánh nhỏ hơn hoặc bằng (<=); so sánh bằng (=) và
so sánh lớn hơn hoặc bằng (> =).
Khi so sánh giá trị của byte thì không cần phải để ý đến dấu của toán hạng. Ngược lại khi
so sánh các từ hoặc từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng, ngược lại khi so sánh
các từ hoặc từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng là bít cao nhất trong từ hoặc
từ kép.
Biểu diễn các lệnh so sánh trong LAD:
LAD Mô tả Toán hạng
Tiếp điểm đóng khi
n1 = n2
B = Byte
I = Integer
D = Double Integer
R = Real
n1,n2 (byte) : VB ,
IB , QB, MB, SMB ,
AC , Const , *VD*, AC
Tiếp điểm đóng khi
N1 > n2
B = Byte
I = Integer
D = Double Integer
R = Real
n1,n2 (từ): VW, T,
C, IW, QW, MW,
SMW,AC, AIW,
Hằng số, *VD, *AC
Tiếp điểm đóng khi
N1 < n2
B = Byte
I = Integer
D = Double Integer
R = Real
n1, n2(từ kép):VD,
ID, QD, MD, SMD,
AC, HC, Hằng số,
*VD, *AC
Trong STL, những lệnh so sánh thực hiện phép so sánh byte, từ và từ kép. Căn cứ vào kiểu
so sánh (<=, =, >=), kết quả của phép so sánh có giá trị bằng 0 (nếu đúng) hoặc 1 (nếu sai)
nên có thề sử dụng kết hợp cùng với các lệnh gogic LA, A, O. Để tạo ra được các phép so
sánh mà S7-200 không có lệnh so sánh tương ứng như: so sánh không bằng nhau (< >), so
sánh nhỏ hơn (>), có thể tạo ra được nhờ dùng kết hợp lệnh NOT với các lệnh đã có (=, >=,
<=). Ví dụ sau mô tả việc thực hiện pháp so sánh không bằng nhau (< >) giữa nội dung của từ
V>W100 và hằng số 50 bằng cách sử dụng kết hợp phép so sánh bằng nhau LDW = và lệnh
đảo NOT.
LDB =, LDW =
LDD =, LDR =
n1
n2
= = B
n1
n2
= = I
n1
n2
= = D
= = B
n1
n2
= = R
= = B
n1
n2
> = B
n1
n2
> = I
= = B
n1
n2
> = R
= = B
n1
n2
> = D
= = B
n1
n2
< = B
n1
n2
< = I
= = B
n1
n2
< = R
= = B
n1
n2
< = D
* Lệnh kiểm tra tính bằng nhau của nội dung 2 byte, từ, từ kép, hoặc số thực. Trong trường
hợp phép so sánh cho kết quả đúng, bít đầu tiên trong ngăn xếp sẽ có giá trị logic bằng 1.
LDB < = , LDW < =
LDD < = , LDR < =
* Lệnh so sánh nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ nhất có nhỏ hơn hoặc
bằng nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ hai hay không. Trong trường hợp
phép so sánh cho kết quả đúng, bít đầu tiên trong ngăn xếp có giá trị logic bằng 1.
LDB > =, LDW > =
LDD > =, LDR > =
* Lệnh so sánh nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ nhất có lớn hơn hoặc
bằng nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ hai hay không. Trong trường hợp
phép so sánh cho kết quả đúng, bít đầu tiên trong ngăn xếp có giá trị logic bằng 1.
AB =, AW =
AD =, AR =
* Lệnh kiểm tra tính bằng nhau của nội dung 2 byte, từ, từ kép, hoặc số thực. Trong
trường hợp phép so sánh cho kết quả đúng, sẽ thực hiện phép tính logic And giữa bít
đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị logic.
AB < =, AW < =
AD < =, AR < =
Lệnh so sánh nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ nhất có nhỏ hơn hoặc bằng
nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ hai hay không. Trong trường hợp phép so sánh
cho kết quả đúng, sẽ thực hiện phép tính logic AND giữa bít đầu tiên trong ngăn xếp với giá
trị logic 1
Biểu diển lệnh so sánh trong STL:
STL Mô tả Toán hạng
LDB = n
1
n
2
AB = n
1
n
2
OB = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa
giá trị logic 1 với nội dung
đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2
byte n
1
và
n
2
thỏa
mãn n
1
= n
2
n
1 ,
n
2
(byte):VB, IB,
QB, MB, SMB, AC, hằng
số, *VD , *AC
LDB > = n
1
n
2
AB > = n
1
n
2
OB > = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa
giá trị logic 1 với nội dung
đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2
byte n
1
và
n
2
thỏa
mãn n
1
>
= n
2
LDB < = n
1
n
2
AB < = n
1
n
2
OB < = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa
giá trị logic 1 với nội dung
đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2
byte n
1
và
n
2
thỏa
mãn n
1
< = n
2
LDW = n
1
n
2
AW = n
1
n
2
OW = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa
giá trị logic 1 với nội dung
đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2
từ n
1
và
n
2
thỏa
mãn n
1
= n
2
n
1 ,
n
2
(từ):VW, T, C,
QW, MW, SMW, AC,
AIW , hằng số, *VD ,
*AC
LDW > = n
1
n
2
AW > = n
1
n
2
OW > = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa
giá trị logic 1 với nội dung
đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2
từ n
1
và
n
2
thỏa
mãn n
1
> = n
2
LDW < = n
1
n
2
AW < = n
1
n
2
OW < = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa
giá trị logic 1 với nội dung
đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2
từ n
1
và
n
2
thỏa
mãn n
1
< = n
2
LDD = n
1
n
2
AD = n
1
n
2
OD = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa
giá trị logic 1 với nội dung
đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2
từ kép n
1
và
n
2
thỏa
mãn n
1
= n
2
n
1 ,
n
2
(từ kép) :VD, ID,
QD, MD, SMD, AC, HC ,
hằng số, *VD , *AC
LDD > = n
1
n
2
AD > = n
1
n
2
OD > = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa
giá trị logic 1 với nội dung
đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2
từ kép n
1
và
n
2
thỏa
mãn n
1
> =
n
2
LDD < = n
1
n
2
AD < = n
1
n
2
OD < = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa
giá trị logic 1 với nội dung
đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2
từ kép n
1
và
n
2
thỏa
mãn n
1
< =
n
2
LDR = n
1
n
2
AR = n
1
n
2
OR = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa
giá trị logic 1 với nội dung
đỉnh ngăn xếp nếu hai số thực
n
1
và n
2
(4 byte) thỏa mãn n
1
=
n
2
n
1 ,
n
2
(từ kép):VD, ID,
QD, MD, SMD, AC, HC ,
hằng số, *VD , *AC
LDR > = n
1
n
2
Lệnh thực hiện phép tính
logic Load , And hoặc Or giữa