Thiết kế hệ scada ứng dụng điều khiển động cơ servo yaskawa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC TẾ HỒNG BÀNG TP.HCM
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
******




LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Đề Tài:


T
T
H
H
I
I
E
E
Á
Á
T
T


K
K
E
E

Á
Á


H
H
E
E
Ä
Ä


S
S
C
C
A
A
D
D
A
A


Ư
Ư
Ù
Ù
N
N

G
G


D
D
U
U
Ï
Ï
N
N
G
G


Đ
Đ
I
I
E
E
À
À
U
U


K
K

H
H
I
I
E
E
Å
Å
N
N


Đ
Đ
O
O
Ä
Ä
N
N
G
G


C
C
Ơ
Ơ

S
S
E
E
R
R
V
V
O
O


Y
Y
A
A
S
S
K
K
A
A
W
W
A
A

GVHD : NGUYỄN VĂN TẤN.
SVTH : VÕ TRUNG VIỆT.
LỚP: DT-06.
MSSV: 06041722.
Niên Khóa: 2006.

TP.Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2013
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử
GVHD: Nguyễn Văn Tấn SVTH: Võ Trung Việt


Lời mở đầu


Lòch sử đã trải qua nhiều giai đoạn, và từng chứng kiến
các cuộc Cách Mạng Khoa Học Kỹ Thuật. Nó không những
giải phóng sức lao động, mà còn giúp việc sản xuất được tiến
triển nhanh chóng, số lượng và chất lượng sản phẩm không
ngừng tăng lên, phục vụ cho đời sống nhân loại.

Ngày nay, với sự trợ giúp của máy điện toán, con người
đã làm được những việc tưởng chừng như không thể ở vài
chục năm trước đây. Hiện nay trong các ngành công nghiệp
hiện đại, việc sử dụng máy tính đòi hỏi gần như là tất yếu;
chúng giúp cho việc sản xuất hay kiểm tra sản phẩm được dễ
dàng, thuận lợi, hạn chế sai số, thất thoát… Người ta có thể
không cần phải xuống tận các phân xưởng để theo dõi hay
điều chỉnh bằng tay, mà ta hoàn toàn có thể điều khiển và thu
thập, quản lý dữ liệu ngay tại phòng Điều Khiển Trung Tâm

cho các hệ thống Tự Động-hệ thống này gọi chung là hệ
thống SCADA.

Đi theo một nhánh nhỏ của hệ thống SCADA, em thực
hiện việc điều khiển cho động cơ servo dùng ngôn ngữ lập
trình S7-200 và WinCC để thiết lập giao diện kết nối điều
khiển đối tượng.







Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử
GVHD: Nguyễn Văn Tấn SVTH: Võ Trung Việt


Lời Cảm Ơn

Lời đầu tiên em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Văn Tấn đã trực
tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu, thiết bò và tạo mọi điều kiện để em
hoàn thành tập luận văn này.

Em xin gởi lời cám ơn đến tất cả các thầy cô giáo khoa Điện-Điện Tử
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng thời gian qua đã tạo điều kiện cho
em được học tập, truyền đạt và trang bò cho em đầy đủ kiến thức trong
thời gian học tập tại trường. Và tạo điều kiện cho em co thể thực hiện
được đề tài này.

Tuy đã cố gắng nhiều nhưng do thời gian nghiên cứu và thực hiện bài
luận văn có hạn, tập luận văn này sẽ không tránh khỏi sai sót, em xin quý
thầy cô và độïc giả thông cảm bỏ qua! Em xin tiếp nhận mọi ý kiến đóng
góp của quý thầy cô và độc giả.


Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Võ Trung Việt








Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn SVTH: Võ Trung Việt
MỤC LỤC

Mở đầu Trang
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ SCADA 1
I.Khái niệm về SCADA 1
II.Nguyên Tắc Hoạt Động Của Hệ Thống SCADA 2
III.Chức Năng Và Nhiệm Vụ Cơ Bản Của Hệ Thống SCADA 3
1. Giám sát và phân tích hoạt động sản xuất: 3
2. Hoạt động theo chương trình điều khiển: 3
3. Kiểm tra và đảm bảo chất lượng: 3

4. Quản lý quá trình sản xuất: 3

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PLC S7_200 4
I.GIỚI THIỆU 4
1. Khái niệm về plc: 4
2. Đặc điểm chung PLC S7-200: 5
3. Phân loại PLC 5
4. Cấu trúc cơ bản của một PLC S7-200 6
5. Giới Thiệu Các Phương Pháp Lập Trình Của S7_200: 7
II.CẤU TRÚC BỘ NHỚ CỦA PLC S7-200 8
1. Phân chia bộ nhớ: 8
2. Vùng dữ liệu: 8
3. Vùng đối tượng: 9
4. Qui ước đòa chỉ trong PLC S7-200: 10
III.TẬP LỆNH CỦA PLC S7-200 11
1. Nhóm lệnh xuất nhập cơ bản: 11
2. Nhóm các lệnh so sánh 12
3. Nhóm các lệnh di chuyển dữ liệu: 15
4. Nhóm các lệnh số học 17
5. Nhóm lệnh điều khiển Timer : 21
6. Nhóm lệnh điều khiển Counter: 23
7. Các hàm chuyển đổi: 25
8. Lệnh làm tròn: ROUND 26
9. Lệnh đọc thời gian thực Read_RTC: 26
10. Các lệnh về ngắt: 27
11. Lệnh Xuất xung tốc độ cao: 28
12. Các lệnh về dòch Bit: 30
13. Các lệnh về xử lí chuỗi: 31
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn SVTH: Võ Trung Việt
14. Một số ô nhớ đặc biệt sử dụng trong S7_200: 32

CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ LẬP TRÌNH WINCC 33
I.GIỚI THIỆU VỀ WINCC 33
II.ỨNG DỤNG WINCC 34
III.CÁC CHỨC NĂNG CỦA WINCC 34
IV.CÁC THÀNH PHẦN CỦA DỰ ÁN (PROJECT): 35
1. Các bộ điều khiển truyển thông: 35
2. Khối kênh: 35
3. Kết nối: 35
4. Biến ( tag): 35
5. Các kiểu dữ liệu: 35
V.TẠO MỘT DỰ ÁN: 36
1. Giao tiếp với S7_200 thông qua driver PC_ACCESS 36
2. Tạo dự án “Project” mới: 39

CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ SERVO 47
I.GIỚI THIỆU: 47
II.SỰ KHÁC BIỆT SO VỚI ĐỘNG CƠ THƯỜNG 47
1. Tăng tốc độ đáp ứng tốc độ: 47
2. Tăng khả năng đáp ứng: 48
3. Mở rộng vùng điều khiển: 48
4. Khả năng ổn đònh tốc độ: 48
5. Tăng khả năng chòu đựng của động cơ: 48
III.CẤU TẠO CỦA ĐỘNG CƠ SERVO: 49
IV.PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ SERVO: 49
1. Động cơ Servo DC 50
2. Động cơ Servo AC 50
V.GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ SERVO SGDA CỦA HÃNG YASKAWA: 50

1. Hình thức bên ngoài của bộ Servo SGDA: 51
2. Bộ Servopack 52
3. Động cơ servo: 52
4. Cách đọc thông số của động cơ servo dòng SGM: 53
5. Cách đọc thông số bộ Servopack dòng SGDA: 54
6. Sơ Đồ chân điều khiển cổng CN1: 55
7. Sơ đồ chân cổng CN2:
8. Sơ đồ nối chân cho điều khiển vò trí 57

CHƯƠNG V: MÔ HÌNH ĐỀ TÀI 58
I.GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH ĐỀ TÀI 58
II.MỤC ĐÍCH CỦA MÔ HÌNH: 58
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn SVTH: Võ Trung Việt
III.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH: 59
IV.CÁC BƯỚC THỰC HIỆN MÔ HÌNH ĐỀ TÀI: 59
1. Xác đònh các chân điều khiển động cơ servo SGDA của YASKAWA. 59
2. Lập Trình Cho Plc S7-200 Bằng Phần Mềm Step 7 Microwin Sp6 59
3. Tạo Driver Cho Plc S7-200 Bằng Phần Mềm Pc Access 61
4. Thiết Kế Giao Diện Màn Hình WinCC 67

CHƯƠNG 6: ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 76
I.ỨNG DỤNG CỦA SCADA 77
II.ỨNG DỤNG CỦA WINCC 74
III.ỨNG DỤNG SCADA VÀO ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SERVO: 77
IV.KẾT LUẬN: 77
PHỤ LỤC 79
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn SVTH: Võ Trung Việt

Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 1 SVTH: Võ Trung Việt

CHƯƠNG I:

GIỚI THIỆU VỀ SCADA

I.Khái Niệm Về SCADA

Hệ SCADA ra đời vào những năm 80 trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật
tin học, mạng máy tính và truyền thông công nghiệp.
khái niệm SCADA (chữ viết tắt của Supervisory Control And
Acquisition) cũng được hiểu với những ý nghóa khác nhau, tuỳ theo lónh
vực ứng dụng. Có thể, khi nói tới SCADA người ta chỉ liên tưởng tới một
hệ thống mạng và thiết bò có nhiệm vụ thuần tuý là thu thập dữ liệu từ
các trạm ở xa và truyền tải về một khu trung tâm để xử lý. Theo cách
hiểu này, vấn đề truyền thông được đặt lên hàng đầu. Trong nhiều trường
hợp, các khái niệm SCADA và “None-SCADA “ lại được dùng để phân
biệt các giải pháp điều khiển giám sát dùng công cụ phần mềm chuyên
dụng (ví dụ FIX, InTouch, WinCC, Lookout,…) hay phần mềm phổ thông
(Acess, Excel, Visual Basic, Delphi, Jbuilder,…). Ở đây, công nghệ phần
mềm là vấn đề quan tâm chủ yếu.
Nói một cách tổng quát, một hệ SCADA là một hệ thống điều
khiển giám sát, tức là một hệ thống hỗ trợ con người trong việc quan sát
và điều khiển từ xa, ở cấp cao hơn hệ điều khiển thông thường. Đương
nhiên, để có thể quan sát và điều khiển từ xa cần phải có một hệ thống

truy cập ( không chỉ thu thập! ) và truyền tải dữ liệu. Một hệ SCADA
thường phải có đủ những thành phần sau đây :
+Trạm điều khiển trung tâm (Master Station ): Có nhiệm vụ thu
thập, lưu trữ, xử lý số liệu và đưa ra các lệnh điều khiển xuống các trạm
cơ sở
+Hệ thống trạm cơ sở (Operation Station ): là các trạm được đặt tại
hiện trường có nhiệm vụ thu thập, xử lý số liệu trong một phạm vi nhất
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 2 SVTH: Võ Trung Việt

đònh và gửi các số liệu về trạm trung tâm đồng thời thực hiện các lệnh
điều khiển từ trạm trung tâm
+Mạng lưới truyền tin: Được xây dựng trên cơ sở mạng máy tính và
truyền thông công nghiệp có chức năng đảm bảo thông tin hai chiều giữa
trạm điều khiển trung tâm và các trạm cơ sở
II.Nguyên Tắc Hoạt Động Của Hệ Thống
SCADA

Hệ thống SCADA hoạt động dựa trên nguyên tắc lấy tín hiện từ
các cơ cấu cảm biến được gắn trên các thiết bò công tác hoặc trên dây
truyền sản xuất gửi về cho máy tính (thực hiện phần thu nhận dữ liệu ) .
Máy tính xử lý, kiểm tra trạng thái hoạt động của hệ thống, các yêu cầu
kỹ thuật của sản phẩm đã được cài sẵn trong bộ nhớ. Đồng thời, máy tính
sẽ hiển thò lại những thông tin kỹ thuật của hệ thống trên màn hình, cho
phép tự động giám sát và điều khiển hệ thống và phát ra tín hiệu điều
khiển đến máy công tác tạo nên vòng tín hiệu kín (thực hiện chức năng
giám sát và điều khiển)

Đối với các hệ thống sản xuất trước đây, việc kiểm tra giám sát

hoàn toàn do con người đảm trách. So với máy tính, tốc độ tính toán của
con người chậm và dễ nhầm lẫn .Việc tính toán điều khiển của máy tính
sẽ tránh được những hậu quả trên. Những sai sót nhỏ, đơn giản thường
xuyên gặp phải sẽ được máy tính giám sát và xử lý theo chương trình
được đặt sẵn. Đối với những sự cố lớn máy tính sẽ báo cho người theo dõi
biết và tạm dừng hoạt động của hệ thống để chờ quyết đònh của người
điều hành.

Vì vậy, bên cạnh khả năng hoạt động toàn hệ thống theo một
chương trình đònh trước, hệ SCADA còn cho phép người vận hành quan
sát được trạng thái làm việc của từng thiết bò tại các trạm cơ sở, đưa ra
các cảnh báo, báo động khi hệ thống có sự cố và thực hiện các lệnh điều
khiển can thiệp vào hoạt động của hệ thống khi có tình huống bất thường
hoặc có sự cố.

Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 3 SVTH: Võ Trung Việt


III.Chức Năng Và Nhiệm Vụ Cơ Bản Của Hệ
Thống SCADA:
Có 4 chức năng cơ bản:
1.Giám sát và phân tích hoạt động sản xuất:
khi nhận được những thông tin về hoạt động của hệ thống từ các bộ
phận cảm biến gửi về, máy tính sẽ phân tích những tín hiệu đó và so sánh
với những tín hiệu chuẩn,, hay các bảng cơ sở dữ liệu về sản phẩm, quy
trình sản xuất, các thông số công nghệ của các máy công tác(dữ liệu
tham khảo). Nhờ các bộ phận cảm biến và các thiết bò đo lường mà trong
quá trình sản xuất luôn thông báo cho người giám sát biết được các thông

tin về tiến trình hoạt động sản xuất, các thông số kỹ thuật ,số lượng sản
phẩm
2.Hoạt động theo chương trình điều khiển:
Hệ thống hoạt động theo một chương trình đã lập từ trước. Nhờ có bộ
vi xử lý ta có thể lập trình cho hệ thống hoạt động theo những chu trình
phức tạp, máy tính sẽ đọc chương trình và xuất tín hiệu điều khiển cho
các cơ cấu hoạt động theo chương trình
Việc thay đổi chu trình hoạt động của máy tính hay thay đổi kích
thước mẫu mã sản phẩm chỉ là việc thay đổi chương trình.
3.Kiểm tra và đảm bảo chất lượng:
Nhờ các thiết bò cảm ứng và các thiết bò đo lường được gắn trên máy
mà ta có thể đo, kiểm tra sản phẩm, loại bỏ các phế phẩm, nhờ đó mà
chất lượng sản xuất được nâng cao và giảm bớt chi phí sản xuất.
4.Quản lý quá trình sản xuất:
Các thông tin về hệ thống sản xuất đều được truyền về cho máy tính
giám sát và thống kê, tổng kết quá trình sản xuất: số lượng sản phẩm, số
lượng nguyên vật liệu còn tồn trữ…


Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 4 SVTH: Võ Trung Việt
CHƯƠNG II:

TỔNG QUAN VỀ PLC S7_200

I. GIỚI THIỆU
1. Khái Niệm Về Plc:
PLC viết tắt của Programmable Logic Control, là thiết bò điều
khiển Logic lập trình được, cho phép thực hiện 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 đònh thì hay các sự kiện
được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF
thiết bò điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bò 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.

Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 5 SVTH: Võ Trung Việt
2. Đặc Điểm Chung Plc S7-200:
S7-200 là thiết bò điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng
Siemens(CHLB Đức), có cấu trúc theo kiểu modul và các modul mở
rộng. Các modul này được sử dụng cho nhiều những ứng dụng lập trình
khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU212 hoặc
CPU214. Với sự phát triển ngày càng nhanh chóng như hiện nay thì
Siemen đã cho ra đời thêm những khối vi xử lý khác như: CPU221,
CPU222, CPU223, CPU224,CPU225, CPU226…
Các đèn báo trên S7-200
 SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bò hỏng.
 RUN (đèn xanh): Đèn xanh RUN chỉ đònh PLC đang ở chế độ làm
việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy.
 STOP (đèn vàng): Đèn vàng STOP chỉ đònh 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 trò

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 trò
logic của cổng.
3. Phân loại PLC
PLC được phân loại theo nhiều cách:
Theo Hãng sản xuất: Gồm các nhãn hiệu như Siemen, Omron,
Misubishi, Alenbratlay…
Theo Version:
Ví dụ: PLC Siemen có các họ: S7-200, S7-300, S7-400, Logo.
PLC Misubishi có các họ: Fx, Fx0, FxON
Thông thường S7_200 được phân ra 2 loại chính:
a/ Loại cấp điện áp 220VAC :
Ngõ vào : tích cực mức 1 ở cấp điện áp +24VDC ( 15VDC – 30VDC)
Ngõ ra : Ngõ ra rơ le
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 6 SVTH: Võ Trung Việt
Ưu điểm của loại này là ngõ ra rơ le,do đó có thể sử dụng ngõ ra ở nhiều
cấp điện áp ( có thể sử dụng ngõ ra 0V,24V,220V….)
Tuy nhiên,nhược điểm của nó : do ngõ ra rơ le nên thời gian đáp ứng của
rơle không được nhanh cho
ứng dụng điều rộng xung,hoặc Output tốc độ cao…
a/ Loại cấp điện áp 24VDC :
Ngõ vào : tích cực mức 1 ở cấp điện áp +24VDC ( 15VDC – 30VDC)
Ngõ ra : Ngõ ra Transistor
Ưu điểm của loại này là ngõ ra Transistor,do đó có thể sử dụng ngõ ra
này để điều rộng xung,hoặc Output tốc độ cao.….
Tuy nhiên,nhược điểm của nó : do ngõ ra Transistor nên ngõ ra chỉ có
một cấp điện áp duy nhất là +24VDC,do vậy sẽ gặp rắc rối trong những

ứng dụng có cấp điện áp ra là 0VDC, trong trường hợp này buộc ta phải
thông qua 1 rơle 24Vdc đệm.


4. Cấu Trúc Cơ Bản Của Một Plc S7-200
Một PLC bao gồm một bộ xử lý trung tâm, bộ nhớ để lưu trữ chương trình
ứng dụng và những môđun giao tiếp nhập – xuất.

Hình mô tả sơ bộ về cấu trúc của một PLC
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 7 SVTH: Võ Trung Việt
Khối xử lý trung tâm: là một vi xử lý điều khiển tất cả các hoạt động
của PLC như: thực hiện chương trình, xử lý vào/ra, truyền thông với các
thiết bò bên ngoài…
Bộ nhớ: có nhiều bộ nhớ khác nhau dùng để chứa chương trình hệ
thống, trò số của timer, counter …, tùy theo yêu cầu của người dùng có thể
chọn các bộ nhớ khác nhau.
 Bộ nhớ ROM: là loại bộ nhớ không thay đổi được, bộ nhớ này chỉ
được nạp một lần nên ít được sử dụng phổ biến như các bộ nhớ
khác.
 Bộ nhớ RAM: là loại bộ nhớ có thể thay đổi được và được dùng để
chứa các chương trình ứng dụng cũng như dữ liệu, dữ liệu chứa
trong RAM sẽ bò mất khi mất điện.
 Bộ nhớ EPROM: giống như ROM, nguồn nuôi cho EPROM không
cần dùng pin.
 Bộ nhớ EEPROM: kết hợp lại hai ưu điểm của RAM và EPROM,
loại này có thể xóa và nạp bằng tín hiệu điện.

5. Giới Thiệu Các Phương Pháp Lập Trình Của

S7_200:
Có thể lập trình cho PLC S7_200 bằng cách sử dụng phần mềm
sau:STEP 7-MicroWIN
Lập trình cho S7 200 và các PLC khác của hãng Siemens dựa trên 3 phương
pháp cơ bản:
 Phương pháp hình thang (Ladder logic _ LAD):LAD là ngơn ngữ lập
trình bằng đồ họa. Nhữnh thành phần cơ bản dùng trong LAD tương
ứng với những thành phần cơ bản dùng trong bảng mạch rơle.
 Phương pháp khối hàm (Function Block Diagram _ FBD): là ngôn
ngữ đồ họa thích hợp với những người quen với thiết kế mạch điều
khiển số.
 Phương pháp liệt kê câu lệnh (Statement List _ STL): Là phương pháp
thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Để tạo ra một
chương trình bằng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức
sử dụng 9 bit trong ngăn xếp (stack) logic của S7 200.


Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 8 SVTH: Võ Trung Việt
II. CẤU TRÚC BỘ NHỚ CỦA PLC S7-200
1. Phân chia bộ nhớ:
Bộ nhớ của S7_200 được phân chia thành 4 vùng với một tụ có
nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất đònh khi bò mất
nguồn. Bộ nhớ của S7_200 có tính năng động cao, đọc và ghi được trong
toàn vùng, loại trừ phần bit nhớ đặt biệt được kí hiệu bởi SM (Special
Memory) chỉ có thể truy nhập để đọc.
- Vùng chương trình: là vùng bộ nhớ được sử dụng để lưu trử 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, đòa chỉ

trạm…Cũng giống như vùng chương trình, vùng tham số cũng thuộc non-
volatile đọc/ghi được.
- Vùng dữ liệu: được sử dụng để cất các dữ liệu của chương trình
bao gồm các kết quả các phép tính, hằng số được đònh nghóa trong chương
trình, bộ đệm truyền thông… Một phần của vùng nhớ này (200byte đầu
tiên đối với CPU212, một KB đầu tiên với CPU214) thuộc kiểu non-
volatile đọc/ghi được.
- Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng
vào/ra tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không
thuộc kiểu non-volatile nhưng đọc ghi được.
Hai vùng nhớ cuối có ý nghóa quan trọng trong việc thực hiện một
chương trình.
2. Vùng dữ liệu:
Vùng dữ liệu là một miền nhớ động. Nó có thể được truy nhập theo
từng bit, từng byte, từng từ đơn(word) hoặc theo từng từ kép và được sử
dụng làm miền lưu dữ liệu cho các thuật toán, các hàm truyền thông, lập
bản, các hàm dòch chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ đòa chỉ…
Vùng dữ liệu lại được chia ra thành những miền nhớ nhỏ với các
công dụng khác nhau. Chúng được kí hiệu bằng các chữ cái đầu tiên của
chữ trong tiếng Anh, đặc trưng cho công dụng riêng của chúng như sau:
 Miền I (Input image register) là thanh ghi đệm, lưu các giátrịngõ
vào khi PLC hoạt động.
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 9 SVTH: Võ Trung Việt
 Miền Q (Output image register) thanh ghi đệm, chứa các kết quả
chương trình để điều khiển ngõ ra.
 Miền V (Variable Memory) lưu các kết quả trung gian khi thực
hiện chương trình.
 Miền M (internal Memory bits) được sử dụng như các relay điều

khiển để lưu trạng thái trung gian của 1 hoạt động hoặc các thơng tin
điều khiển khác. (byte, word, Dword)
 Miền SM (Special memory bits) chứa các bit để lựa chọn và điều
khiển các chức năng đặc biệt của CPU. (byte, word, Dword)
3. Vùng đối tượng:
Lưu giữ dữ liệu cho các dối tượng lập trình: giá trò tức thời, giá trò
đặt trước của Timer,couter. Dữ liệu kiểu đối tượng bao gồm các thanh ghi
của Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào/ra tương tự và các
thanh ghi Accumulator(AC).
Kiểu dữ liệu đối tượng bò hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu đối
tượng chỉ được ghi theo mục đích cần sử dụng đối tượng đó.
4. Qui ước đòa chỉ trong PLC S7-200:
- Truy nhập theo bit: tên miền (+) đòa chỉ byte(+) . (+)chỉ số bit. Ví
dụ V150.4 chỉ bit 4 của byte 150 thuộc miền V.
- Truy nhập theo Byte: Tên miền (+) B (+) đòa chỉ của byte trong
miền. Ví dụ VB150 chỉ Byte 150 thuộc miền V.
- Truy nhập theo Word(16 bit) : Tên miền (+) W (+) đòa chỉ byte cao
của từ trong miền. Ví dụ VW150 chỉ từ đơn gồm hai Byte 150 và
151 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vai trò là byte cao trong từ.



Bit
15 14 13 12 11 10 9 8
7 6 5 4 3 2 1 0
VW150
VB150(byte cao)
VB151(byte thấp)
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 10 SVTH: Võ Trung Việt
- Truy nhập theo 2 word(32 bit): Tên miền (+) D (+) đòa chỉ byte
cao của từ trong miền. Ví dụ VD150 chỉ từ kép gồm 4 byte 150, 151, 152,
153 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vai trò là byte cao và byte 153 có
vai trò là byte thấp trong từ kép.

Bit:
31 24
23 16
15 8
7 0
VD150
VB150
(byte cao)
VB151
VB152
VB153
(byte thấp)

Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 11 SVTH: Võ Trung Việt

III. TẬP LỆNH CỦA PLC S7-200

1. Nhóm lệnh xuất nhập cơ bản:

Dạng lệnh
Mô tả chức năng lệnh
L
D
A

Tiếp điểm thường đóng sẽ đóng khi có giá
trò logic bit bằng 0, và sẽ mở khi có giá trò
logic bằng 1


STL
LDN n
L
A

D

Tiếp điểm thường hở sẽ được đóng nếu giá
trò logic bằng 1 và sẽ hở nếu giá trò logic
bằng 0


STL
LD n
STL
LDNI n

L
A
D

Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp.
Nếu dòng cung cấp có tiếp điểm đảo thì nó
ngắt mạch,và ngược lại
STL
NOT
L
A
D

Vi phân cạnh lên
STL
EU
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 12 SVTH: Võ Trung Việt
L
A
D

Vi phân cạnh xuống.
STL
ED
L
D
A

Cuộn dây ở đầu ra sẽ được kích thích khi có
dòng điều khiển đi ra
STL
= n
L
D
A


Set bit
STL
S bit n
L
D
A


Reset bit

STL
R bit n

2. Nhóm các lệnh so sánh
Dạng lệnh
Mô tả chức năng lệnh
L
A
D


Lệnh so sánh bằng sẽ làm cho tiếp điểm
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Byte)


STL
LDB= IN1 IN2
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 13 SVTH: Võ Trung Việt
L
A
D


Lệnh so sánh bằng sẽ làm cho tiếp điểm
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Word) và ngược lại

STL
LDW= IN1 IN2
L
A
D

Lệnh so sánh bằng làm cho tiếp điểm
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu
Double Word) và ngược lại


STL
LDD= IN1 IN2
L
A
D


Lệnh so sánh bằng làm tiếp điểm đóng
khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu Real số
thực) và ngược lại


STL
LDR= IN1 IN2
L
A
D

Lệnh so sánh lớn hơn hoặc bằng sẽ làm
cho tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2
(IN1,IN2 kiểu Byte)


STL
LDB >= IN1 IN2
L
A
D

Lệnh so sánh lớn hơn hoặc bằng sẽ làm
cho tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2
(IN1,IN2 kiểu Word)


STL
LDW >= IN1 IN2
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 14 SVTH: Võ Trung Việt
L
A
D

Lệnh so sánh lớn hơn hoặc bằng sẽ làm
cho tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2
(IN1,IN2 kiểu Dword)

STL
LDD >= IN1 IN2
L
A
D

Lệnh so sánh lớn hơn hoặc bằng sẽ làm
cho tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2
(IN1,IN2 kiểu Real)


STL
LDR >= IN1 IN2
L
A
D

Lệnh so sánh nhỏ hơn hoặc bằng sẽ làm
cho tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2
(IN1,IN2 kiểu Byte)


STL
LDB <= IN1 IN2
L
A
D

Lệnh so sánh nhỏ hơn hoặc bằng sẽ làm
cho tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2

(IN1,IN2 kiểu Word)


STL
LDW <= IN1 IN2
L
D
A

Lệnh so sánh nhỏ hơn hoặc bằng sẽ làm
cho tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2
(IN1,IN2 kiểu Dword)


STL
LDD <= IN1 IN2
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 15 SVTH: Võ Trung Việt
L
A
D

Lệnh so sánh nhỏ hơn hoặc bằng sẽ làm
cho tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2
(IN1,IN2 kiểu Real)


3. Nhóm các lệnh di chuyển dữ liệu:
Dạng lệnh

Mô tả chức năng lệnh
L
A
D




Sao chép nội dung của byte IN sang
OUT


STL
MOVB IN OUT
L
A
D



Sao chép nội dung của Word IN sang
OUT


STL
MOVW IN OUT
L
A
D

Sao chép nội dung của Dword(Double
Word) IN sang OUT

STL
MOVD IN OUT
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 16 SVTH: Võ Trung Việt
L
A
D



Sao chép nội dung của Real (số thực)
IN sang OUT


STL
MOVR IN OUT
L
A
D



Chép nội dung của một mảng Byte bắt
đầu từ đòa chỉ byte IN và có N phần tử

sang một mảng bắt đầu từ OUT


STL
BMB IN OUT
N
L
A
D




Chép nội dung của một mảng Word bắt
đầu từ đòa chỉ byte IN và có N phần tử
sang một mảng bắt đầu từ OUT


STL
BMW IN OUT
N
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 17 SVTH: Võ Trung Việt
L
A
D

Chép nội dung của một mảng Dword
bắt đầu từ đòa chỉ byte IN và có N phần
tử sang một mảng bắt đầu từ OUT


STL
BMD IN OUT
N
L
A
D



Lệnh đđảo dữ liệu của 2 byte trong từ
đđơn IN.


4. Nhóm các lệnh số học

Dạng lệnh
Mô tả chức năng lệnh
L
A
D



Lệnh cộng hai số nguyên 16 bit

IN1 và IN2 kết quả là một số
nguyên OUT 16 bit. Trong STL thì
kết quả ghi vào IN1


STL
+I IN1 IN2
Trường Đại Học Quốc Tế Hồng Bàng Khoa Điện – Điện Tử

GVHD: Nguyễn Văn Tấn 18 SVTH: Võ Trung Việt
L
A
D



Lệnh cộng hai số nguyên 32 bit
IN1 và IN2 kết quả là một số
nguyên OUT 32 bit. Trong STL thì
kết quả ghi vào IN1


STL
+D IN1 IN2
L
A
D

Lệnh cộng hai số thực 32 bit IN1
và IN2 kết quả là một số thực
OUT 32 bit. Trong STL thì kết
quả ghi vào IN1


STL
+R IN1 IN2
L
A
D



Lệnh trừ hai số nguyên 16 bit IN1
và IN2 kết quả là một số nguyên
OUT 16 bit. Trong STL thì kết
quả ghi vào IN1


STL
-I IN1 IN2
L
A
D



Lệnh trừ hai số nguyên 32 bit IN1
và IN2 kết quả là một số nguyên

OUT 32 bit. Trong STL thì kết
quả ghi vào IN1


STL
-D IN1 IN2