ĐỀ TÀI " BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH (PLC) VÀ ỨNG DỤNG CỦA PLC " ppt

Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH
(PLC) VÀ ỨNG DỤNG CỦA PLC
Trang 57
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
S K T N I THIÊT B NGOÀI V I PLCƠ ĐỒ Ế Ố Ị Ớ 76
Trang 58
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
A. GIỚI THIỆU BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH (PLC – PROGRAMMABLE
LOGIC CONTROLLER)
Trong những năm gần đây bộ điều khiển lập trình PLC được sử dụng ngày càng rộng rãi
trong công nghiệp ở nước ta như là một giải pháp điều khiển lý tưởng cho việc tự động
hóa các quá trình sản xuất. Hiện nay trong nước chưa có một giáo trình tiếng Việt nào
giới thiệu đầy đủ về bộ điều khiển lập trình nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và nghiên
cứu. Trên cơ sở khảo sát những tài liệu kỹ thuật về bộ điều khiển lập trình của hãng
Siemens em xin giới thiệu bộ điều khiển lập trình simatic S7- 2000
I/ CẤU TRÚC PHẦN CỨNG CỦA CPU – (CENTRAL PROCCESS UNIT)
Khái quát chung :
PLC viết tắc của programmable logic controller là thiết bị điều khiển logic cho phép
thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic qua một ngôn ngữ lập trình bộ điều
khiển thỏa mãn các yêu cầu:
Lập trình dễ dàng vì ngôn ngữ lập trình dễ học
Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, tu sửa
Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp
Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp
Giao tiếp với các thiết bị thông tín máy tính, nối mạng các module mở rộng
Giá cả phù hợp
Bộ điều khiển lập trình PLC được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển
truyền thống dùng Rơ le và thiết bị cồng kềnh nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị
dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản. PLC còn thực

hiện các tác vụ định thì và đếm làm tăng khả năng điều khiển, thực hiện logic được lập
trong chương trình và kích ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng, S7-
200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemens cấu trúc theo kiển
module có các module mở rộng các module 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 212 và CPU 214
về hình thức bên ngoài sự khác nhau của hai loại CPU này nhận biết được nhờ số đầu
vào ra và nguồn cung cấp
CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra có khả năng mở rộng thêm bằng 2 module mở
rộng
CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra và có khả năng mở rộng thêm bằng 7 module
mở rộng
Cấu trúc CPU 212
512 từ đơn (word) tức là 1 kbyte, để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ đọc/ ghi được
và không bị mất dữ liệu nhờ có giao diện với Eprom. Vùng nhớ với tính chất như vậy
được gọi là vùng nhớ non – volatile
512 từ đơn được lưu dữ liệu trong đó có 100 từ nhớ đọc/ ghi thuộc miền non – volatile
8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic
Có thể ghép nối 2 module để mở rộng số cổng vào/ra, bao gồm cả 2 module tương tự
(analog)
Tổng số cổng logic vào/ ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra
64 bộ tạo thời gian trễ (timer) trong đó có 2 timer có độ phân giải 1ms 8 timer có độ
phân giải 10ms và 54 timer có độ phân giải 100ms
64 bộ đếm (counter) chia làm 2 loại loại bộ đếm chỉ đếm tiến và loại vừa đếm tiến vừa
đếm lùi
368 bit nhớ đặc biệt sử dụng làm các bit trạng thái hoặc các bit đặt chế độ làm việc
Trang 59
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
Có các chế độ ngắt và xử lý tín hiệu khác nhau bao gồm ngắt truyền thông ngắt theo
sườn lên hoặc sườn xuống. Ngắt theo thời gian và ngắt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao
(2kHz)

Bộ nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi
Cấu trúc CPU 214
CPU 214 bao gồm 14 ngõ vào và 10 ngõ ra có khả năng mở rộng thêm bằng 7 module
mở rộng
2048 từ đơn (4 kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non – volatile để lưu chương trình (dùng
nhớ có giao diện với EEPROM)
2048 từ đơn (4kbyte) thuộc kiểu đọc ghi để lưu dữ liệu (trong đó có 512 từ đầu thuộc
miền EEPROM)
IO.O, QO.O, VO.O, SMO.1
Tổng số cổng vào/ ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra
Có 14 ngõ vào từ IO.O ÷ IO.1 và I
1
.O ÷ I1.5
Có 10 ngõ ra từ QO.O ÷ IO.1 và Q
1
.O ÷ Q1.1
Có thể gắn thêm 1 module mở rộng bao gồm cả module analog
128 timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau 4 timer 1ms, 16 timer 10ms và
108 timer 100ms
Có 128 bộ đếm chia làm hai loại
+ Chỉ đếm lên CTU
+ Vừa đếm lên vừa đếm xuống CTUD
Có 688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc
+ SMO.O : luôn ở trạng thái 1
+ SMO.1 : bằng 1 trong vòng quét đầu tiên
Các chế độ ngắt và 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
Có 3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2kHz và 7kHz
2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu
PTO (Pulse traisn output) : điều tần

PWM (Pulse width modulation) : điều rộng xung
2 bộ chỉnh tương tự
Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất
nguồn nuôi
Các đèn báo trên S7-200 CPU 214
+ SF (đèn đỏ) : đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng. Đèn SF sáng lên khi PLC bị hỏng
hóc
+ Run (đèn xanh) : đèn xanh chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương
trình được nạp vào trong máy
+ Stop (đèn vàng): đèn vàng chỉ định PLC đang ở chế độ dừng
+ I
x.x
(đèn xanh) : đèn xanh ở cổng vào chỉ định ở trạng thái tức thời của cổng I
x.x
(X.X =
0.0 ÷ 1.5)
+ Q
y.y
(đèn xanh): đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Q
y.y
(y.y =
0.0 ÷ 1.1)
+ TERM : cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC hoặc Run
hoặcStop
II/ CẤU TRÚC BỘ NHỚ :
Bộ điều khiển lập trình S7-200 được chia thành 4 vùng nhớ. Với 1 tụ có nhiệm vụ duy
trì dữ liệu trong thời gian nhất định khi mất nguồn bộ nhớ S7-200 có tính năng động cao
Trang 60
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
đọc và ghi trong phạm vi toàn vùng loại trừ các bít nhớ đặc biệt SM (Special

Memory)chỉ có thể truy nhập để đọc.
Hình II-1: Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200
Vùng chương trình : là vùng bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình
vùng này thuộc bộ nhớ trong đọc và ghi được
Vùng tham số : là vùng lưu giữ các tham số như : từ khóa, địa chỉ trạm… cũng giống
như vùng chương trình thuộc bộ nhớ trong đọc và ghi được
Vùng dữ liệu : là vùng nhớ động được sử dụng cất các dữ liệu của chương trình bao
gồm các kết quả các phép tính nó được truy cập theo từng bit từng byte vùng này được
chia thành những vùng nhớ với các công dụng khác nhau.
Vùng I (Input image register): là vùng nhớ gồm 8 byte
I (đọc /ghi) : I.O ÷ I.7
Vùng Q (Output image register): là vùng nhớ gồm 8 byte
Q (đọc /ghi) : Q.O ÷ Q.7
Vùng M (Internal memory bits): là vùng nhớ gồm có 32 byte
M (đọc /ghi) : M.O ÷ M.31
Vùng V (Variable memory ): là vùng nhớ gồm có 4096 byte
V (đọc /ghi) : V.O ÷ V.4095
Vùng SM : (special memory): là vùng nhớ gồm 86 byte chia làm 2 phần
SMO ÷ SM29 chỉ đọc
SMO ÷ SM85 chỉ ghi
Vùng đối tượng : là timer (định thì), counter (bộ đếm) tốc độ cao vàv các cổng vào/ra
tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng vùng này không thuộc kiểu non – volatile
nhưng đọc ghi được.
Timer (bộ định thì) : đọc/ ghi Tφ ÷ T127
Counter (bộ đếm): đọc/ ghi Cφ ÷ C127
Bộ đệm vào analog (đọc) : AIWO ÷ AIW3O
Bộ đệm ra analog (ghi) : AQWO ÷ AQW3O
Accumulator (thanh ghi) :ACO ÷ AC3
Bộ đếm tốc độ cao : HSCO ÷ HSC2
Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte, từng từ đơn

(word – 2byte), từ kép (Double word)
III/ CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH :
Chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính (main program)
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 (End)
Chương trình con là một bộ phận của chương trình. Các chương trình con phải được
viết sau lệnh kết thúc chương trình chính đó là lệnh (End)
Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình, nếu cần sử dụng chương
trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc End
Trang 61
Vùng ch ng trìnhươ Vùng
tham sốVùng d ữ
li uệ Vùng đ i t ngố ượ
Ch ng trìnhươ Tham
sốD li uữ ệ
Ch ng trìnhTham ươ
s D li uố ữ ệ
C
EEPROM
B nh ngoài ộ ớ
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính sau
đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt bằng cách viết như vậy cấu trúc chương trình
được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình có thể trộn lẫn các chương
trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính
Main program
.
.
.
End { stop}

Thực hiện trong 1 vòng quét
SBR (n) {no ÷ 255}chương trình con
.
.
.
Ret
Thực hiện khi được chương trình chính gọi
INT (n) {no ÷ 255}chương trình xử lý ngắt
.
.
.
Ret
Thực hiện khi có tín hiệu báo ngắt
IV/ PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH :
S7-200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh chương trình bao gồm
một dãy các lệnh
S7-200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lệnh lập
trình cuối trong một vòng. Một vòng như vậy gọi là dòng quét (scan)
Một vòng quét (Scan cycle) được bắt đầu bằng 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 lập.
Hình IV –1 : Thực hiện chương trình theo vòng quét trong S7-200
Cách lập trình cho S7-200 dựa trên hai phương pháp cơ bản : phương pháp hình thang
(ladder logic – viết tắt là LAD) và phương pháp liệt kê lệnh (statement list viết tắc là
STL)
- Chương trình được viết theo kiểu LAD thiết bị lập trình sẽ tạo ra một chương trình
theo, kiểu STL tương ứng và ngược lại
Phương pháp LAD : LAD là ngôn ngữ lập trình đồ họa những thành phần cơ bản dùng
trong LAD tương ứng với các thành phần cơ bản dùng để biểu diễn lệnh lôgic như sau:

- Tiếp điểm : là biểu tượng (symbol) mô tả các tiếp điểm rơle các tiếp điểm có thể
thường đóng , thường mở
Trang 62
Giai đo n nh p d ạ ậ ữ
li u t ngo i việ ừ ạ
Giai đo n chuy n d ạ ể ữ
li u ra ngo i việ ạ
Giai đo n truy n thông n i ạ ề ộ
b và t ki m tra l iộ ự ể ỗ
Giai đo n th c hi n ch ng ạ ự ệ ươ
trình
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
- Cuộn dây (coil) : là biểu tượng mô tả rơle mắc theo chiều dòng điện cung
cấp cho rơle
Hộp (box) : là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau nó làm việc khi có dòng điện chạy
đến hộp thường là các bộ thời gian (timer), bộ đếm (counter) và các hàm toán học
Mạng LAD : là đuờng nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồn
bên trái sang nguồn bên phải dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đến các cuộn dây
hoặc các hộp trở về bên phải nguồn.
Phương pháp liệt kê lệnh STL : Phương pháp liệt kê (STL) là phương pháp thực 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
Để tạo một chương trình dạng STL người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử
dụng của ngăn xếp logic của S7-200 (S0 ÷ S8).
Ngăn xếp lôgic là một khối gồm 9 bit chồng lên nhau. Tất cả các thuật toán liên quan
đến ngăn xếp, đều chỉ làm việc với bít đầu tiên hoặc với bít đầu và bit thứ hai của ngăn
xếp (S0 ÷ S1) giá trị logic mới đều có thể được gửi vào ngăn xếp
V/ CÚ PHÁP LỆNH CƠ BẢN TRONG S7-200
Lệnh vào ra : (Input/ Output)
Load (LD) : lệnh LD nạp giá trị của một tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn xép

có giá trị cũ còn lại ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bít (như hình V-1)
Load not (LDN) : lệnh LDN nạp giá trị logic nghịch đảo của một tiếp điểm vào trong bit
đầu tiên của ngăn xếp, các giá trị cũ còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bít
(hình V-2)
Các dạng khác nhau của lệnh LD, LDN cho LAD như sau :
LAD MÔ TẢ TOÁN HẠNG
n Tiếp điểm thường mở sẽ được đóng
Nếu n =1 n : I, Q, M, SM, T, C, V (bit)
n Tiếp điểm thườngđóng sẽ mở
Khi n =1
Trang 63
C
0
C
1
C
2
C
3
C
4
C
5
C
6
C
7
C
8
mC

1
C
2
C
3
C
4
C
5
C
6
C
7
Trướ
c
Sau
LD
Hình V-1 : Tr ng thái c a ng n x p ạ ủ ă ế
tr c và sau khi th c hi n hi u l nh ướ ự ệ ệ ệ
LD
B đ y ra kh i ị ẩ ỏ
ng n x pă ế
C
0
C
1
C
2
C
3

C
4
C
5
C
6
C
7
C
8
mC
1
C
2
C
3
C
4
C
5
C
6
C
7
Trướ
c
Sau
LDN
Hình V-2 : Tr ng thái c a ng n x p ạ ủ ă ế
tr c và sau khi th c hi n hi u l nh ướ ự ệ ệ ệ

LDN
B đ y ra kh i ị ẩ ỏ
ng n x pă ế
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
n Tiếp điểm thường mở sẽ đóng tức thời khi n =
1 n: I
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 Lện nạp giá trị logic của điểm n vào bit đầu
tiên trong ngăn xếp
n : I, Q, M, SM, T, C, V (bit)
LDN n Lệnh nạp giá trị logic nghịch đảo của điểm n
vào bit đầu tiên trong ngăn xếp
LDI n Lệnh nạp tức thời giá trị logic của điểm n và
bit đầu tiên trong ngăn xếp n: I (bit)
LDNI n Lệnh nạp tức thời giá trị logic nghịch đảo vào
điểm n vào bit đầu tiên
LAD MÔ TẢ TOÁN HẠNG
Cuộn dây đầu ra ở trạng thái kích thích
khi có dòng điện điều khiển đi qua
n : I, Q, M, SM, T, C, V
(bit)
Cuộn dây đầu ra được kích tức thời khi
có dòng điều khiển đi qua
n : Q (bit)
+ Mô tả lệnh output bằng STL
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 (bit)
=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 bit
Lệnh ghi/ xóa giá trị cho tiếp điểm: Set (S) và Reset (R) lệnh dùng để đóng và ngắt các
điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong LAD logic điều khiển đến các cuộn dây thì các
cuộn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm
Trong STL lệnh truyền trạng thái bit đầu của ngăn xếp đến các điểm thiết kế nếu bit
này có giá trị bằng 1 các lệnh S và R sẽ đóng ngắt tiếp điểm một dãy các tiếp điểm
(giới hạn từ 1 ÷ 255). Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi bởi các lệnh này – mô
tả lệnh S và R bằng LAD
LAD MÔ TẢ TOÁN HẠNG
Đóng một mảng gồm n các tiếp điểm
kể từ S – bit S-bit : P, Q, M, SM, T, C, V
(bit)
n : PB, QB, MB, SMB, VB,
AC, hằng số,
*
VD
*
AC
Ngắt một mảng gồm n các tiếp điểm kể
từ S bit lại chỉ vào timer và counter
thì lệnh sẽ xóa bit đầu ra của timer/
counter
Đóng tức thời một mảng gồm n các tiếp
điểm kể từ S bit S bit : Q bit
n: PB, 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
Trang 64
I
n
n
I
Bit n
S
S
Bit n
R
S
Bit n
S I
S
Bit n
R I
S
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
Mô tả các lệnh set (S) và reset (R) bằng STL
STL MÔ TẢ TOÁN HẠNG
S – S.bit – n Ghi giá trị logic và một mảng gồm n
bit kể từ địa chỉ S.bit S-bit : P, Q, M, SM, T, C, V
(bit)

n : PB, QB, MB, SMB, VB,
AC, hằng số,
*
VD
R – S.bit – n Xóa một mảng gồm n bit kể từ địa chỉ
S. bit. Nếu S.bit lại chỉ vào timer
counter thì lệnh sẽ xóa bit đầu ra của
timer counter
SI – S.bit – n Ghi tức thời giá trị lôgic 1 vào một
mãng gồm n bit kể từ địa chỉ S.bit S bit : Q bit
n: IB, QB, MB, SMB, VB,
AC, hằng số,
*
VD
RI – S.bit - n Xóa tức thời một mảng gồm n bit kể
từ địa chỉ S.bit
Ví dụ : mô tả S và R trong LAD và STL
Lad STL
IO.O LD I0 . 0
= Q2. 0
S Q2 . 1 K
1
R Q2 . 2 K
1
R Q1 . 0 K
3
Các lệnh logic đại số boolean
Các lệnh 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 số hoặc các lệnh AN (And not); ON (Or not) cho các
hàn kín giá trị của ngăn xếp thay đổi phụ thuộc vào từng lệnh
LỆNH MÔ TẢ TOÁN HẠNG
O n
A n
Lệnh thực hiện toán tử ∧(A) và ∨(O) giữa giá trị
logic của tiếp điểm n và giá trị bit đầu tiên trong
ngăn xếp kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên
của ngăn xếp
n: I, Q, U, SM, T, C, V
AN n
ON n
Lệnh thực hiện toán tử ∧(A) và ∨(O) giữa giá trị
logic nghịch đảo của tiếp điểm n và giá trị bit
đầu tiên của ngăn xếp kết quả được ghi lại vào
bit đầu tiên của ngăn xếp
AI n
OI n
Lệnh thực hiện toán tử ∧(A) và ∨(O) giữa giá trị
logic của tiếp điểm n và giá trị bit đầu tiên trong
ngăn xếp kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên
của ngăn xếp
n : I bit
Trang 65
Q
2
.0
Q
2.1
.K

1
S
Q
2.2
.K
1
R
Q
1.0
.K
3
R
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
ANI n
ONI n
Lệnh thực hiện toán tử ∧(A) và ∨(O) giữa giá trị
logic nghịch đảo của tiếp điểm n và giá trị bit
đầu tiên trong ngăn xếp kết quả được ghi lại vào
bit đầu tiên của 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
Strack logic. Đó là lệnh ALD (And load), OLD (Orload), LPS (logic push), LRD
(logic read) và LPP (logic pop). Lệnh stack logic được dùng để tổng hợp sao chụp
hoặc xóa các mệnh đề logic LAD không có bộ đếm dành cho lệnh strack logic. STL sử
dụng các lệnh stack logic để thực hiện phương trình tổng thể có nhiều biểu thức con,
bảng sau tóm tắt cú pháp gọi các lệnh Stack logic trong STL
LỆNH MÔ TẢ TOÁN HẠNG
ALD Lệnh tổ hợp giá trị của bit đầu tiên và thứ hai của ngăn xếp
bằng phép tính logic và kết quả ghi lại vào bit đầu tiên
giá trị còn lại của ngăn xếp được kéo lên 1 bit

Không có
OLD Lệnh tổ hợp giá trị của bit đầu tiên và thứ hai của ngăn xếp
bằng phép tính logic và kết quả ghi lại vào bit đầu tiên
giá trị còn lại của ngăn xếp được kéo lên 1 bit
Không có
LPS Lệnh logic sao chụp giá trị của các bit đầu vào bit thứ hai
trong ngăn xếp giá trị còn lại của ngăn xếp bị đẩy xuống 1
bit. Bit cuối cùng bị đẩy ra khỏi ngăn xếp
Không có
LRD Lệnh sao chép giá trịv của bit thứ hai vào bit đầu tiên trong
ngăn xếp các giá trị còn lại của ngăn xếp giữ nguyên vị trí
Không có
LPP Lệnh kéo ngăn xếp lên 1 bit giá trị của bit sau được chuyển
cho bít trước
Không có
a- Lệnh AND (A) và OR (O)
Lệnh A và O phối hợp giá trị của một tiếp điểm n với giá trị bit đầu tiên trong ngăn xếp
kết quả phép tính được đặt lại vào bit đầu tiên trong ngăn xếp giá trị của các bit còn lại
trong ngăn xếp không bị thay đổi
b- Lệnh AND AD và OR O XORW XORD lệnh thực hiện các thuật tón logic And,
Or, Exclusive Or của đại số boolean trên 2 byte hoặc 4 byte
Lệnh có tiếp điểm đặc biệt : có thể dùng các lệnh có tiếp điểm đặc biệt để phát hiện
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 hộp đầu ra. Tiếp điểm chuyển tiếp dương/ âm( các lệnh sườn trước
sau) có nhu cầu về bộ nhớ bởi vậy đối với CPU 214 là 256 lệnh
Trang 66
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp

- Mô tả lệnh tiếp điểm đặc biệt trong LAD và STL
LAD STL
Net work1
LD I0.0
Not
= Q0.1
Net work2
LD I0.0
Eu
= Q0.2
Net work3
LD I0.0
Eu
= Q0.3

5. Các lệnh điều khiển timer
Timer là hệ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều khiển vẫn
thường gọi là khâu trễ
S7-200 có 128 timer (với CPU 214) được chia làm hai loại khác nhau
Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (On Delay Timer) ký hiệu TON
Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive on Delay Timer)ký hiệu TONR
Hai kiểu timer các S7-200 (TON và TONR) phân biệt với nhau trong phản ứng của nó
đối với trạng thái tín hiệu đầu vào
Cả hai kiểu TON và TONR cùng bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu từ thời điểm có sườn
lên ở tín hiệu đầu vào, tức là khi tín hiệu đầu vào chuyển trạng thái từ 0 lên 1 gọi là thời
điểm timer được kích và không tính thời gian khi đầu vào có giá trị logic 0 mà thời gian
trễ tín hiệu được đặt trước
Khi đầu vào có giá trị logic bằng 0. TON tự động reset còn TONR thì không tự động
reset
Timer TON được dùng để tạo thời gian trễ trong một khoảng thời gian

Timer TONR thời gian trễ sẽ được tạo ra trong nhiều khoảng thời gian khác nhau
Timer TON và TONR bao gồm 3 loại với ba độ. Phân giải khác nhau độ phân giải 1ms,
10ms, 100ms. Thời gian trễ τ được tạo ra chính là tích của độ phân giải của bộ timer
được chọn và giá trị đặt trước cho timer
Ví dụ một bộ timer có độ phân giải bằng 10ms và gá trị đặt trước là 50 thì thời gian trễ
sẽ là τ = 500ms.
Các loại timer của S7-200 (đối với CPU 214) theo TON, TONR
LỆNH ĐỘ PHÂN GIẢI GIÁ TRỊ CỰC ĐẠI CPU 214
TON
1ms 32,767s T32, T96
10ms 327,67s
T33÷T36, T97÷T100
100ms 3276,7s
T37÷T63, T101÷T127
TONR
1ms 32,767s T
0
, T
64
10ms 327,67s
T
1
÷T
4
, T
65
÷T
68
100ms 3276,7s
T

5
÷T
31
, T
64
÷T
95

Cú pháp khai báo sử dụng timer trong LAD, STL
LAD STL TOÁN HẠNG
Trang 67
Not
Q
0.1
I0.0
P
Q
0.2
I0.0
N
Q
0.3
I0.0
1
2
3
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
TON – T
XX
– PT

T
XX
CPU 32÷ 63
(WORD) 96÷ 127

PT : VW, T, IW, QW,MV
(WORD) SMW, AC, AIW, VD

*
AC, hằng số
TONR – T
XX
– PT
T
XX
CPU 0 ÷ 31
(WORD) 64 ÷ 95

PT : VW, T, C, IW,QW,
(WORD) MW, SMW
Chú ý : Khi sử dụng timer TONR giá trị tức thời được lưu lại và không bị thay đổi trong
khoảng thời gian khi tín hiệu đầu vào có logic 0 giá trị của bit không được nhớ mà hoàn
toàn phụ thuộc vào kết quả so sánh giữa giá trị đếm tức thời và giá trị đặt trước
6. Các lệnh điều khiển counter
Counter là bộ đếm hiện chức năng sườn xung trong S7-200 các bộ đếm của S7-200
được chia làm hai loại bộ đếm tiến (CTU) và bộ đếm tiến và lùi (CTUD)
Bộ đếm tiến CTU đếm số sườn lên của tín hiệu logic đầu vào tức là đếm số lần thay đổi
trạng thái logic từ 0 lên 1 của tín hiệu số sườn xung đếm được ghi vào thanh ghi 2 byte
của bộ đếm gọi là thanh ghi C-WORD
Nội dung của C-Word gọi là giá trị đến tức thời của bộ đếm luôn được so sánh với giá

trị đếm tức thời bằng hoặc lớn hơn giá trị đặt này thì bộ đếm báo ra ngoài bằng cách đặt
giá trị logic 1 vào một bit đặc biệt của nó được gọi là C bit trường hợp giá trị đặc trước
C bit có giá trị logic là 0
Các bộ counter đều có chân nối với tín hiệu điều khiển xóa để thực hiện việc đặt lại chế
độ khởi phát ban đầu (Reset) cho bộ đếm được ký hiệu bằng chữ R trong LAD hay được
quyđịnh trạng thái logic của bit bắt đầu tiên của ngăn xếp trong STL bộ đếm được reset
khi tín hiệu bị xóa này có mức logic 1 hoặc khi lệnh R (reset) thực hiện với Cbit. Khi bộ
đếm được reset cả CWORD và Cbit đều nhận giá trị 0
Hình 6-1 : Bộ đếm CTU của S7-200
Bộ đếm CTUD đếm tiến khi gặp sườn lên của xung vào cổng đếm tiến ký hiệu là CU
trong LAD hoặc bit thứ 3 của ngăn xếp trong STL và đếm lùi khi gặp sườn lên của xung
vào cổng đếm lùi được ký hiệu là CD trong LAD hoặc bit thứ 2 của ngăn xếp trong STL
Trang 68
IN
PT
TON
T
xx
IN
PT
TONR
T
xx
CU Cbit
PV
R
C wordGiá tr t c th iị ứ ờ
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
Khi đầu vào logic của chân xóa ký hiệu bằng R trong LAD hoặc bit thứ nhất của ngăn
xếp trong STL có giá trị logic là 1 hoặc bằng lệnh reset với C bit của bộ đếm.

CTUD có giá trị đếm tức thời đúng bằng giá trị đang đếm và được lưu trong thanh ghi
2byte C-Word của bộ đếm. Giá trị đếm tức thời luôn được so sánh với giá trị đặt trước
PV của bộ đếm
Nếu giá trị đếm tức thời lớn hơn bằng giá trị đặt trước thì Cbit có giá trị logic bằng 1
còn các trường hợp khác giá trị logic bằng 0

Hình 6-2 : Bộ đếm CTUD của S7-200
Bộ đếm tiến CTU có miền giá trị đến tức thời từ 0 ÷ 32.767
Bộ đếm tiến lùi CTUD có miền giá trị đến tức thời từ là –32,768 ÷ 32.768
Lệnh khai báo sử dụng Bộ đếm trong LAD như sau :
LAD STL TOÁN HẠNG
CTU C
xx
PV
C
xx
CPU 214 0 ÷ 47
80 ÷ 127
PV: VW, T, C, IW, QW
(Word) MW, SMW, AC, AIW
CTUD C
xx
PV
C
xx
CPU 214 48 ÷ 79
PV: VW, T, C, IW, QW
(Word) MW, SMW, AC, AIW
Hằng số

7. Các lệnh dịch chuyển ô nhớ :
Các lệnh dịch chuyển thực hiện việc di chuyển hoặc sao chép số liệu từ vùng này sang
vùng khác trong bộ nhớ.
Trong LAD và trong STL lệnh dịch chuyển thực hiện việc di chuyển hay sao chép nội
dung một byte, một từ đơn, hoặc một giá trị thực từ vùng này sang vùng khác trong bộ
nhớ
Lệnh trao đổi nội dung của hai byte trong một từ đơn thực hiện việc chuyển nội dung
của byte thấp sang byte cao và ngược lại
MOV – B (LAD) lệnh sao chép nội dung của byte in sang byte out
MOVB (STL)
Cú pháp lệnh MOVB trong STL và MOV – B trong LAD
Trang 69
CU Cbit
PV
CD
R
C word
CU
PV
R
CTU
C
XX
CU
CD
PV
R
CTUD
C
XX

Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
LAD STL TOÁN HẠNG
MOWB In Out
IN VB, IB,QB, MB, SMB
(byte) AC hằng số
*
VD
*
AC
OUT VB, IB,QB, MB, SMB
(byte) AC
*
VD
*
AC
MOV – W (LAD)
MOVW (STL)
Lệnh sao chép nội dung của từ đơn IN sang từ đơn OUT
Cú pháp lệnh MOV – V (LAD) MOV – W trong STL
LAD STL TOÁN HẠNG
MOVW In Out
IN VW, T,C ,IW, QW, MW, (từ
đơn) SMW, AC, AIW, hằng
số
*
VD
*
AC
Out VW, T,C, IW,QW, MW, SMW,
AC, AIW

Trang 70
EN
IN OUT
MOV B
EN
IN OUT
MOV-W
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
VI/ SO SÁNH VỚI CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC
CHỈ TIÊU SO SÁNH RƠLE KHÔNG TIẾP
ĐIỂM
PLC
Giá thành từng chức năng Khá thấp Thấp Thấp
Kích thước vật lý Cồng kềnh Rất gọn Rất gọn
Tốc độ điều khiển Chậm Nhanh Nhanh
Khả năng chống nhiễu Khá tốt Tốt Tốt
Lắp đặt Mất thời gian thiết kế
và lắp đặt
Mất thời gian
thiết kế
Lập trình và
lắp đặt đơn
giản
Khả năng điều khiển tác vụ
phức tạp
Không Có Có
Dễ thay đổi điều khiển Rất khó Khó Khá đơn
giản
Công tác bảo trì Kém có nhiều công tắc Kém nếu IC hàn
bị

Tốt các
module
được tiêu
chuẩn hóa
Trang 71
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
B- ỨNG DỤNG PLC BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH TRONG ĐIỀU KHIỂN
ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU.
I/ ỨNG DỤNG PLC KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU QUAY
THUẬN QUAY, NGHỊCH QUA BA CẤP ĐIỆN TRỞ PHỤ.
Mạch động lực.
-
+
Udm
rf1
1K
rf3
Rf
3K
N
T
N
Iu
T
rf2
2K
M
Ckt
Rkt
Hình I-1: Mạch động lực .

THIẾT BỊ NGOÀI THIẾT BỊ TRONG PLC GHI CHÚ
ON/OFF IO.O Ngõ vào on/off
MT IO.1 Ngõ vào mở thuận
MN IO.2 Ngõ vào mở nghịch
1K QO.3 Ngõ ra loại địên trở phụ
2K QO.4 Ngõ ra loại địên trở phụ
3K QO.5 Ngõ ra loại địên trở phụ
2.Nguyên lý hoạt động .
Đe động cơ có thể hoạt động đóng cầu dao cấp điện cho mạch kích từ và các tiếp điểm
của mạch phần ứng.Khi ta nhấn nút mở máytheo chiều thuận (MT) động cơ sẽ chạy
thuận và khởi động thuận với toàn bộ điện trở phụ(R
f
) trong mạch phần ứng sau thời
gian 2s tiếp điểm 1k đóng lại loại một phần điện trở phụ r
f1
ra khỏi mạch phần ứng ,sau
thời gian 4s tiếp điểm 2K đóng lại loại tiếp điệ n trở phụ r
f2
ra khỏi mạch phần ứng,sau
thời gian 6s tiếp điểm 3K đóng lại loại hết điện trở phụ ra khỏi mạch phần ứng kết thúc
quá trình khởi động động cơ làm việc với điện áp định mức
3.Sơ đồ kết nối plc với thiết bị ngoài
Trang 72
COM
COM
QO.1
QO.2
QO.3
QO.4

QO.5
IO.O
IO.1
IO.2
3 K
2 K
1K
N
VDC
24
VDC
MN
MT
OFF
ON
T
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
4.Chương trình điều khiển lập trình PLC trong LAD.
Trang 73
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
5.Chương trình điều khiển lập trình plc trong STL.
NETWORK 1
LD I0.0
EU
S Q0.0, 1
NETWORK 2
LDN I0.0
EU
R Q0.0, 1
NETWORK 3

LD Q0.0
= M0.0
NETWORK 4
LD M0.0
LD I0.1
O Q0.1
ALD
AN Q0.2
= Q0.1
NETWORK 5
LD M0.0
LD I0.2
O Q0.2
ALD
AN Q0.1
= Q0.2
NETWORK 6
LD Q0.1
O Q0.2
TON T32, +200
NETWORK 7
LD T32
= Q0.3
TON T33, +20
NETWORK 8
LD T33
= Q0.4
TON T35, +20
NETWORK 9
LD T35

= Q0.5
Trang 74
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
NETWORK 10
MEND
II.ỨNG DỤNG PLC TRONG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT
CHIỀU.
1.Sơ đồ mạch động lực.
HìnhII-1 Mạch động lực
THIẾT BỊ NGOÀI THIẾT BỊ PLC GHI CHÚ
Stop IO.O Ngõ vào dừng
Run IO.1 Ngõ vào chạy
T
2
QO.2 Ngõ ra kích xung th
2
T
1
QO.3 Ngõ rakích xung th
1
Trang 75
BA2
th2
T1
OPTOISO
T2
+
VDC
+
C1

th1
D1 L
rkt
UJT1
UJT2
BA1
C2
C3
R2
R1
VR2
VR1
D2
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
SƠ ĐỒ KẾT NỐI THIÊT BỊ NGOÀI VỚI PLC
2.Nguyên lý làm việc của mạch.
Để động cơ làm việc transistor dẫn xung điều khiển cho th
2
mở,tụ điện c
1
được

nạp đến
điện áp nguồn V
DC
sau đó kích xung điều khiển th
1
mở dẫn điện cấp nguồn cho động
cơ(M) hoạt động .Đồng thời tụ điện c
1

được tích điện theo chiều ngược lạiqua cuộn dây
L và diode D
1
.
Muốn khóa th
1
cho xung dònng điện điều khiển mở th
2
để điện áp trên tụ C
1
được đặt
ngược lên thyristor th
1
khóa th
1
lại .Khi điều khiển đóng mở thyristor th
1
và th
2
một cách
chu kỳ theo quy luật khác nhau có thể điều chỉnh điện áp trung bình đặt vào động cơ từ
đó ta sẽ có tốc độ động cơ tương ứng.
3-Chương trình điều khiển PLC trong LAD
Trang 76
COM
QO.1
QO.2
QO.3
IO.O
QO.O

COM
VDC
T2
T1
24
VDC
OFF
ON
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
Chương trình điều khiển PLC trong STL
CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG
CÁCH ĐIỀU KHIỂN GÓC KÍCH SCR
NETWORK 1
LDN I0.0
EU
R Q0.0, 1
NETWORK 2
LD I0.0
EU
S Q0.0, 1
NETWORK 3
LD Q0.0
= Q0.1
NETWORK 4
LD Q0.1
AN T38
TON T37, +5
NETWORK 5
LD T37
= Q0.2

TON T38, +5
NETWORK 6
LD Q0.1
AN T40
TON T39, +10
NETWORK 7
LD T39
= Q0.3
TON T40, +10
NETWORK 8
MEND
III/ ỨNG DỤNG PLC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG.
Sơ đồ hệ thống
Trang 77
KHAY
BANG
TAI 2
B NGT I 2Ă Ả
B NGT I 1Ă Ả
B NGT IĂ Ả O
MÔ T 3Ơ
MO T 2Ơ
MÔ T 1 Ơ
3LS
4LS
2LS
1LS
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
2- Nguyên lý làm việc của hệ thốn
Khi khay đi tới băng tải 1 đóng tiếp điểm hành trình 1LS lại động cơ 3 được cấp điện

chạy thuận kéo cửa lên ,tới khi đụng công tắc hành trình 3LS thì động cơ 3 dừng lại
.Sau đó động cơ 2 và động cơ 1 hoạt động đẩy khay từ băng tải 1 sang băng tải 2 khi
khay qua băng tải 1 tới băng tải 2 mở công tắc hành trình 2LS trên băng tải 2 ra động cơ
1 và động cơ 2 ngừng hoạt động băng tải 1 và băng tải 2 dừng lại động cơ 3 bắt đầu
hoạt động kéo cửa xuống tới khi đụng công tắc hành trình 4LS thì động cơ 3 dừng lại.
Sơ đồ kết nối thiết bị plc với thiết bị ngoài .
THIẾT BỊ NGOÀI THIẾT BỊ PLC CHÚ THÍCH
Run IO.O Ngõ vào chạy
Stop IO.1 Ngõ vào dừng
Băng tải 1 IO.2 Ngõ vào chạy băng tải 1
Băng tải 2 IO.3 Ngõ vào chạy băng tải 2
Raise door IO.4 Ngõ vào chạy cửa lên
Lower door IO.5 Ngõ vào chạy cửa xuống
1LS IO.6 Công tắc hành trình băng tải 1
2LS IO.7 Công tắc h ành trình băng tải 2
3LS I1.O Công tắc hành trình cửa lên
4LS I1.1 Công tắch ành trình cửa xuống
Lamp QO.O Ngõ ra đèn báo hoạt động
1M QO.1 Ngõ ra băng tải 1 chạy
Trang 78
4 L S
3 L S
2 L S
1 L S
C O M
C O M
Q O . 1
Q O . 2
Q O . 3
Q O . 4

Q O . 5
I O . 1
I O . 2
I O . O
Q O . O
I O . 3
I O . 4
I O . 5
I O . 6
I O . 7
Q O . 6
Q O . 7
Q 1 . 1
Q 1 . 0
I 1 . O
I 1 . 1
RAISEDOOR
BANGTAI2
BANGTAI 1
KR3
KF
3
K2
VAC
220
24
VDC
LOWERDOOR
STOP
RUN

1K
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
2M QO.2 Ngõ ra băng tải 2 chạy
3MT QO.3 Ngõ ra cửa kéo lên
3MN QO.4 Ngõ ra cửa kéo xuống
2-Chương trình điều khiển PLC trong LAD
Trang 79
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
Chương trình điều khiển PLC trong STL.
CHƯƠNG TRÌNH STL ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
NETWORK 1
LD I0.0
O Q0.0
AN I0.1
= Q0.0
NETWORK 2
LD I0.6
= Q0.5
NETWORK 3
LD I0.2
AN Q0.0
LDN I0.7
O Q0.5
A I1.0
A Q0.0
OLD
= Q0.1
NETWORK 4
LD I0.3
LD Q0.1

A Q0.0
OLD
= Q0.2
NETWORK 5
LD I0.4
Trang 80
Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Đồ An Tốt Nghiệp
AN Q0.0
LD Q0.5
A Q0.0
OLD
AN I1.0
AN Q0.4
= Q0.3
NETWORK 6
LD I0.5
AN Q0.0
LDN Q0.1
A Q0.0
OLD
AN I1.1
AN Q0.3
= Q0.4
NETWORK 7
MEND
Trang 81