ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ HỆ SCADA DÙNG WINCC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN TỬ Thiết Kế Hệ SCADA Dùng WinCC, thuyết minh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐIỆN TỬ SCADA, bộ điều khiển lập trình SCADA, Ngôn ngữ lập trình SCADA, Thực thi chương trình
, LẬP TRÌNH
MỤC LỤC
Lời mở đầu.
PHẦN 1: PLCS7-
300
1
Ch ng 1: Gi i ươ ớ
thi uệ
2
I. Tổng quan về bộ điều khiển lập trình được
2
1. Bộ điều khiển lập trình được 2
2. Điều khiển nối cứng và điều khiển lập trình được 2
3. Quét chương trình tuần hoàn và ảnh các quá trình 3
a. Quét chương trình tuần hoàn
3
b. Anh các quá trình
3
I. Cấu trúc và phân chia bộ nhớ 4
1. Các module của PLC S7-300 4
a. Module CPU 4
b. Module mở rộng 5
1. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ 6
a. Kiểu dữ liệu
6
b. Phân chia bộ nhớ
6
c. Tầm địa chỉ tối đa cho các vùng nhớ 7
1. Cấu trúc chương

trình 8
a. Lập trình tuyến
tính 8
b. Lập trình có cấu
trúc 8
Ch ng 2: Ngôn ng l p trình S7-300ươ ữ ậ
11
I. Sử dụng các ô nhớ và cấu trúc thanh ghi trạng thái 11
1. Địa chỉ ô nhớ 11
a. Phần
chữ 11
b. Phần
số 12
2. Cấu trúc thanh ghi trạng thái 12
I. Các lệnh và phép toán 16
1. Lệnh nạp chuyển 16
2. Các lệnh tác động vào RLO và ô nhớ 16
3. Các lệnh tác động vào hai thanh ghi ACCU1 và ACCU2 17
a. Nhóm lệnh đảo vị trí bytes 17
b. Nhóm lệnh tăng giảm 17
c. Nhóm lệnh dịch chuyển 18
d. Nhóm lệnh chuyển đổi số BCD và số nguyên 20
e. Nhóm lệnh chuyển đổi số dấu chấm động sang số nguyên 20
f. Nhóm lệnh so sánh 21
g. Nhóm lệnh số học 22
1. Các lệnh điều khiển logic và điều khiển chương trình 23
a. Các lệnh điều khiển logic 23
b. Các lệnh điều khiển chương trình 25
1. Bộ định thời Timer 29
a. Chức năng Timer 29

b. Các ví dụ bằng giản đồ cho từng loại Timer 30
1. Bộ đếm Counter 33
a. Chức năng Counter 33
b. Ví dụ minh họa 34
Chương 3: Thực thi chương trình
35
I. Hoạt động của CPU 35
1. Các vùng nhớ CPU 35
2. Cất chương trình vào CPU 36
3. Định nghĩa các vùng nhớ giữ 36
a. Sử dụng RAM không bốc hơi 37
b. Đặt cấu hình dữ liệu cất trong RAM 38
c. Sử dụng pin backup để giữ dữ liệu 38
1. Hoạt động của
CPU 39
a. Chu kỳ quét
39
b. Các chế độ hoạt
động 39
c. Các chế độ hoạt động
khác 41
I. Các khối logic 42
1. Các khối tổ chức OB 42
2. Các hàm và các khối hàm 48
3. Các khối hệ thống 48
4. Các khối của các CPU của PLC S7-300 49
5. Thực thi chương trình trong OB1 49
a. Hoạt động của OB1
49
b. Dữ liệu cục bộ trong OB1 50

c. Thông tin Start up
50
d. Lớp ưu tiên và chương trình ngắt 51
PH N 2:Ầ L P TRÌNH WINCC 54Ậ
Chương 1: Control Center
55
I. Nội dung của Control Center 56
1. Chức năng 56
a. Nhiệm vụ của quản lý dữ liệu 56
b. Nhiệm vụ của Control Center 56
1. Cấu
trúc 57
1. Soạn
thảo 58
1. Các thành phần của project trong Control
Center 58
a. Máy
tính 59
b. Quản lý
tag 59
c. Các kiểu dữ
liệu 63
d. Soạn
thảo 65
Chương 2: Các thành phần soạn thảo
66
I. Alarm Logging 66
1. Chức năng 66
a. Nhiệm vụ của Alarm Logging CS 66
b. Nhiệm vụ của Alarm Logging RT 66

2. Khái quát về Alarm Logging 66
a. Thông báo 66
b. Thủ tục thông báo 67
c. Cấu trúc một thông báo 67
d. Tổ chức các thông báo 68
e. Hiển thị các thông báo trong chế độ run timer 68
I. Tag Logging 69
1. Chức năng 69
a. Nhiệm vụ của Tag Logging CS 69
b. Nhiệm vụ của Tag Logging RT 69
c. Thực hiện Tag Logging 70
d. Các kiểu dữ liệu 70
e. Các phương pháp lưu trữ dữ liệu quá trình 71
1. Cấu trúc của Tag Logging CS 75
a. Timers 75
b. Achives 75
c. Trends 77
d. Tables 77
I. Graphic Designer 77
1. Chức năng 77
2. Cấu trúc 77
a. Palette đối tượng 78
b. Tab “Property” 81
c. Tab “Event” 81
I. Global Scripts 82
1. Giới thiệu 82
2. Các hàm dự án 83
3. Các hàm chuẩn 84
a. Các hàm chuẩn có sẵn trong hệ thống 84
b. Các hàm chuẩn lựa chọn 86

1. Các hàm nội 86
I. Report Designer 95
1. Giới thiệu 95
2. Báo cáo 96
a. Báo cáo trong page layout 97
b. Báo cáo trong line layout 98
1. Kết nối Report Layouts với các ứng dụng 98
a. Chọn dữ liệu để phản hồi tài liệu 98
b. Chọn dữ liệu cho cấu hình on-line 102
PHẦN 3: ỨNG DỤNG HỆ SCADA VÀO HỆ THỐNG PHA TRỘN HÓA
CHẤT 103
Ch ng 1: H th ng Scada 104ươ ệ ố
I.Giới thiệu hệ Scada 104
II.Các c tính chính c a h th ng Scada hi n i 107đặ ủ ệ ố ệ đạ
Ch ng 2: Th c hi n ch ng trình 110ươ ự ệ ươ
I.Giới thiệu về hệ thống pha trộn 110
1. Giới thiệu tổng quát 110
2. Hoạt động của hệ thống 110
II.Tạo các giao diện kết nối bằng WinCC 114
1. Các tags và nhóm tag đã tạo trong chương trình 114
2. Các giao diện cho chương trình 116
a. Màn hình chính 116
b. Màn hình “Giới thiệu” 117
c. Màn hình “Thông tin” 118
d. Màn hình “Điều khiển” 119
e. Màn hình “Mô hình” 120
f. Màn hình “Xem dữ liệu” 121
g. Màn hình “Thu thập” 122
h. Màn hình “Đồ thị” 123
i. Màn hình “Thông báo” 124

III.L p trình cho h th ng b ng Simatic S7-300 125ậ ệ ố ằ
1. Đặc tính thiết bị 125
a. Cấu hình 125
b. Cáp kết nối MPI 126
1. Giới thiệu chương trình 127
a. Các khối sử dụng trong chương trình 127
b. Phần lập trình 127
Ch ng 3:ươ K t qu th c hi n và h ng phát tri n tài 128ế ả ự ệ ướ ể đề
1. Kết quả thực hiện 128
2. Hướng phát triển đề tài 128

Lịch 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 bình trộn hoá chất dùng ngôn
ngữ lập trình S7-300 và WinCC để thiết lập giao diện kết nối điều khiển đối tượng.
Chương 1

: Giới Thiệu
I.T NG QUAN V B I U KHI N L P TRÌNH C.Ổ Ề Ộ Đ Ề Ể Ậ ĐƯỢ
1. Bộ điều khiển lập trình được.
Bộ điều khiển lập trình được (Programmable Logic Controller), gọi tắt là PLC, là bộ điều khiển cho phép thực
hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua ngôn ngữ lập trình để trao đổi thông tin với các PLC
khác hoặc với máy tính. Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối
chương trình (khối OB, FB hoặc FC) và được thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét (scan).
PLC chủ yếu bao gồm module CPU, các bộ xử lý và bộ nhớ chương trình, các module xuất/nhập (I/O module),
hệ thống bus và khối nguồn cấp điện.
Hệ thống tuyến (
system bus
): là tuyến để truyền các tín hiệu, gồm nhiều đường tín hiệu song song:
i. Tuyến địa chỉ (
address bus
): chọn địa chỉ trên các khối khác nhau.
i. Tuyến dữ liệu (
data bus
): mang dữ liệu (thí dụ từ IM tới OM).
i. Tuyến điều khiển (
control bus
): chuyển, truyền các tín hiệu định thì và điều khiều để đồng bộ các
hoạt động trong PLC.
1. Điều khiển nối cứng và điều khiển lập trình được.
o
Điều khiển nối cứng (Hard_wired control
)
Trong các hệ thống điều khiển nối cứng, các tiếp điểm cảm biến, các đèn, các công tắc, được nối
vĩnh viễn với cái khác. Do đó khi muốn thay đổi lại hệ thống thì phải nối dây lại bộ điều khiển, với hệ
thống phức tạp thì việc làm lại này không hiệu quả và tốn kém.

o
Điều khiển lập trình được (Programmable control)
Tuy nhiên trong các hệ thống điều khiển lập trình được thì cấu trúc của bộ điều khiển và nối dây thì
độc lập với chương trình. Điều này có nghĩa là các bộ điều khiển chuẩn có thể sử dụng. Thí dụ: các
tiếp điểm cảm biến và các cuộn dây điều hành trên máy công cụ được nối trực tiếp vào các đầu nối
của bộ điều khiển.
Chương trình định nghĩa hoạt động điều khiển được ghi trực tiếp vào bộ nhớ của bộ điều khiển (bộ
nhớ chương trình) với sự trợ giúp của bộ lập trình hoặc một máy vi tính.
Ta có thể thay đổi chương trình điều khiển bằng cách thay đổi nội dung của bộ nhớ bộ điều khiển,
nghĩa là bộ nhớ chương trình, còn phần nối dây bên ngoài thì không bị ảnh hưởng. Đây chính là một
trong các điểm thuận lợi quan trọng nhất của bộ điều khiển lập trình được.
1. Quét chương trình tuần hoàn và ảnh các quá trình.
a.
Quét chương trình tuần hoàn:
Thời gian để cho một lần quét qua tất cả các phát biểu được liệt kê trong chương trình được gọi là thời gian
quét
(scan timer).
Một chu kỳ quét gồm có 4 giai đoạn sau:
• Chuyển dữ liệu từ cổng vào tới I.
• Thực hiện chương trình.
• Chuyển dữ liệu từ Q tới cổng ra.
• Truyền thông và kiểm tra nội bộ.
Thời gian quét này tùy thuộc vào số lệnh trong chương trình và tùy theo từng loại PLC.
Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ như khối OB40, OB80, , chương trình của
các khối đó sẽ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại. Các khối
chương trình này có thể được thực hiện tại mọi thời điểm trong vòng quét chứ không bị gò ép là phải ở trong
giai đoạn thực hiện chương trình.
a.
Anh các quá trình:
i. Anh quá trình nhập PII (

Process Input Image
)
Sau khi bắt đầu thời gian theo dõi quét, các trạng thái tín hiệu của tất cả các ngõ vào số trong
PLC được quét (dò) và được đưa vào bộ đệm ảnh quá trình nhập PII cho đến khi bắt đầu chu
kỳ quét kế tiếp. Trong lúc quét chương trình kế tiếp (được bắt đầu bằng cách gọi OB1), các
trạng thái tín hiệu của các ngõ vào được lấy từ ảnh quá trình PII này.
i. Anh quá trình xuất PIQ (
Process Output Image
)
Nếu trong một chu kỳ quét, các trạng thái tín hiệu được thiết lập cho một hay nhiều ngõ ra, thì
trước hết chúng phải được đệm trong quá trình xuất PIQ. Khi chương trình được quét đến phát
biểu cuối (BE) của khối tổ chức OB1, nội dung của ảnh quá trình xuất PIQ được chuyển đến các
module xuất.
Anh quá trình xuất/nhập là vùng RAM nội mà mỗi vị trí bộ nhớ được gán cho mỗi ngõ vào số và
ngõ ra số.
Các thuận lợi:
Việc đệm các trạng thái nhập và xuất trong các ảnh quá trình bảo đảm là các tín hiệu vào mà thay đổi trong
chu kỳ quét không thể có hiệu ứng trên chuỗi chức năng.
Hơn nữa, việc đệm các trạng thái tín hiệu của các ngõ vào và các ngõ ra giảm thời gian quét khi truy cập vào
bộ nhớ dữ liệu hệ thống cần ít thời gian hơn nhiều truy cập trực tiếp vào các modules xuất/ nhập.
I. CẤU TRÚC VÀ PHÂN CHIA BỘ NHỚ.
1. Các module của PLC S7-300.
Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu
vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị
cứng hóa về cấu hình. Chúng được chia nhỏ thành các module. Số các module được sử dụng nhiều hay ít tùy
thuộc vào từng bài toán, song tối thiểu bao giờ cũng phải có một module chính là module CPU. Các module
còn lại là những module nhận/truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, các module chuyên dụng như PID,
điều khiển động cơ Chúng được gọi chung là module mở rộng.
a.
Module CPU

:
Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thời, bộ đếm, cổng truyền
thông và có thể có một vài cổng vào ra số. Các cổng vào ra số có trên module CPU được gọi là cổng vào ra
onboard.
Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại module CPU khác nhau. Chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó
như module CPU312, module CPU314, module CPU315
Những module cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng vào/ra onboard cũng như các
khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào ra
onboard này sẽ được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm cụm từ IFM (
Intergrated Function Module
).
Chẳng hạn module CPU312 IFM, module CPU314 Ngoài ra còn có loại module với hai cổng truyền thông như
module CPU315-DP.
a.
Module mở rộng:
Module mở rộng có 5 loại chính:
i. PS (
Power Supply
): Module nguồn nuôi. Có 3 loại: 2A, 5A, 10A.
i. SM (
Signal Module
): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:
• DI (
Digital Input
): Module mở rộng các cổng vào số.
• DO (
Digital Output
): Module mở rộng các cổng ra số.
• DI/DO: Module mở rộng các cổng vào/ra số.
• AI (

Analog Input
): Module mở rộng các cổng vào tương tự.
• AO (
Analog Output
): Module mở rộng các cổng ra tương tự.
• AI/AO: Module mở rộng các cổng vào/ra tương tự.
i. IM (
Interface module
): Module ghép nối. Đây là loại module chuyên dụng có nhiệm vụ nối từng
nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi một module CPU. Các
module mở rộng được gá trên một thanh
rack.
Trên mỗi rack có thể gá được tối đa 8 module mở rộng
(không kể module CPU và module nguồn nuôi). Một module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp được với
nhiều nhất 4 racks và các racks này phải được nối với nhau bằng module IM.
i. FM (
Function Module
): Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ như module điều khiển động cơ
bước, module điều khiển động cơ servo, module PID, module điều khiển vòng kín,
i. CP (
Communication Module
): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc
giữa PLC với máy tính.
1. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ.
a.
Kiểu dữ liệu:
Trong một chương trình có thể có các kiểu dữ liệu sau:
• BOOL: với dung lượng 1 bit và có giá trị là 0 hay 1.
• BYTE: gồm 8 bit, có giá trị nguyên dương từ 0 đến 255.
• WORD: gồm 2 byte, có giá trị nguyên dương từ 0 đến 65535.

• INT: có dung lượng 2 byte, dùng để biểu diễn số nguyên từ -32768 đến 32767.
• DINT: gồm 4 byte, biểu diễn số nguyên từ -2147463846 đến 2147483647.
• REAL: gồm 4 byte, biểu diễn số thực dấu phẩy động.
• S5T: khoảng thời gian, được tính theo giờ/phút/giây/miligiây.
• TOD: biểu diễn giá trị thời gian tính theo giờ/phút/giây.
• DATE : biểu diễn giá trị thời gian tính theo năm/tháng/ngày.
• CHAR: biểu diễn một hoặc nhiều ký tự (nhiều nhất là 4 ký tự).
a.
Phân chia bộ nhớ:
CPU S7-300 có 3 vùng nhớ cơ bản:
o Vùng nhớ hệ thống (
system memory
): (RAM trong CPU) lưu trữ dữ liệu hoạt động cho chương
trình của ta:
• I (
Process Input Image
): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào số. Trước khi bắt đầu thực hiện chương
trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của tất cả các cổng đầu vào và cất giữ chúng trong vùng nhớ I. Thông
thường chương trình ứng dụng không đọc trực tiếp trạng thái logic của cổng vào số mà chỉ lấy dữ liệu của
cổng vào từ bộ đệm I.
• Q (
Process Output Image
): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra số. Kết thúc giai đoạn thực hiện chương
trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra số. Thông thường chương trình không trực
tiếp gán giá trị tới tận cổng ra mà chỉ chuyển chúng vào bộ đệm Q.
• M: Miền các biến cờ. Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này để lưu trữ các tham số cần thiết
và có thể truy nhập nó theo bit (M), byte (MB), từ (MW), từ kép (MD).
• T (
Timer
): Miền nhớ phục vụ bộ định thời bao gồm việc lưu trữ các giá trị thời gian đặt trước (PV-

Preset Value
), giá trị đếm thời gian tức thời (CV-
Current Value
) cũng như giá trị logic đầu ra của bộ thời
gian.
• C (
Counter
): Miền nhớ phục vụ bộ đếm bao gồm việc lưu trữ giá trị đặt trước (PV-
Preset Value
), giá
trị đếm tức thời (CV-
Current Value
) và giá trị logic của bộ đếm.
• PI (
I/O External Input
): Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự. Các giá trị tương tự tại
cổng vào của module tương tự sẽ được module đọc và chuyển tự động theo những địa chỉ.
• PQ (
I/O External Output
): Miền địa chỉ cổng ra của các module tương tự. Các giá trị tương tự tại
cổng ra của module tương tự sẽ được module đọc và chuyển tự động theo những địa chỉ.
o Vùng nhớ nạp (
load memory
): (RAM trong CPU, cộng thêm EEPROM có sẵn trong CPU hoặc thẻ
EEPROM gắn thêm) là vùng nhớ chứa chương trình của ta bao gồm tất cả các khối chương trình ứng dụng
OB, FB, FC, các khối chương trình trong thư viện hệ thống được sử dụng (SFB, SFC) và các khối dữ liệu
DB. Toàn bộ các khối chương trình và các khối dữ liệu nằm trong RAM sẽ bị xóa khi tác động xóa bộ nhớ
“CPU memory reset” (MRES).
o Vùng nhớ làm việc (
word memory

): (RAM trong CPU) chứa các bản sao của các phần tử chương
trình đang được CPU thực thi. Như các khối DB đang được mở, khối chương trình (OB, FB, FC, SFB, SFB)
đang được CPU thực hiện và phần bộ nhớ cấp phát cho những tham số hình thức để các khối chương
trình này trao đổi tham trị với hệ điều hành và với các khối chương trình khác (
local block
). Tại một thời
điểm nhất định vùng work memory chỉ chứa một khối chương trình duy nhất.
a.
Tầm địa chỉ tối đa cho các vùng nhớ:
• Với I, Q, PI, DB, DI và L:
Tầm địa chỉ tối đa cho bit: 0.0 đến 65535.7
Tầm địa chỉ tối đa cho byte: 0 đến 65535
Tầm địa chỉ tối đa cho word: 0 đến 65534
Tầm địa chỉ tối đa cho double word: 0 đến 65532
• Với bộ nhớ bit M:
Tầm địa chỉ tối đa cho bit: 0.0 đến 255.7
Tầm địa chỉ tối đa cho byte : 0 đến 255
Tầm địa chỉ tối đa cho word: 0 đến 254
Tầm địa chỉ tối đa cho double word: 0 đến 252
1. Cấu trúc chương trình.
Ta phải luôn luôn lập trình khối OB 1 để cho PLC quét tuần hoàn chương trình để thực thi.
Có hai kiểu lập trình: lập trình tuyến tính và lập trình có cấu trúc.
a.
Lập trình tuyến tính (liner):
Toàn bộ chương trình điều khiển nằm trong một khối trong bộ nhớ. Loại hình cấu trúc tuyến tính này phù hợp
với những bài toán tự động nhỏ, không phức tạp. Khối được chọn phải là khối OB 1, là khối mà CPU luôn quét
và thực hiện các lệnh trong nó thường xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay lại từ lệnh đầu
tiên.
a.
Lập trình có cấu trúc (structured) :

Trong PLC Siemens S7 tổ chức theo các khối mà có thể lập trình được với từng nhiệm vụ riêng. Loại hình cấu
trúc này phù hợp với những bài toán điều khiển nhiều nhiệm vụ và phức tạp. PLC S7-300 có 4 loại khối cơ
bản:
i. Khối tổ chức OB (Oganization block) : Khối tổ chức và quản lý chương trình điều khiển.
i. Khối hàm chức năng FB (Function block) : Là loại khối FC đặc biệt có khả năng trao đổi một lượng
dữ liệu với các khối chương trình khác. Các dữ liệu này phải được tổ chức thành khối dữ liệu riêng có tên
gọi là Data block .
i. Khối hàm (Function) : Khối chương trình với những chức năng riêng giống như một chương trình
con hoặc một hàm.
i. Khối dữ liệu (Data block) : Khối chứa các dữ liệu cần thiết để thực hiện chương trình. Các tham số
khối do ta tự đặt.
Ngoài ra còn có các khối hệ thống như : SFB, SFC, SDB.
Toàn bộ các khối chương trình con được quản lý một cách thống nhất bởi khối OB1. Chương trình trong các
khối được liên kết với nhau bằng các lệnh gọi khối, chuyển khối. Từng nhiệm vụ điều khiển con có thể được
chia thành những nhiệm vụ nhỏ và cụ thể hơn nữa, do đó một khối chương trình con cũng có thể được gọi từ
một khối chương trình con khác. Nhưng tránh không bao giờ một khối chương trình con lại gọi đến chính nó.
Khi thực hiện lệnh gọi một khối con, hệ điều hành sẽ:
• Chuyển khối con được gọi từ vùng load memory vào vùng word memory.
• Cấp phát cho khối con một phần bộ nhớ trong word memory để làm local block. Cấu trúc local block
được quy định khi soạn thảo các khối.
• Truyền các tham trị từ khối mẹ cho biến hình thức IN, IN-OUT của local block.
• Sau khi khối con thực hiện xong nhiệm vụ và ghi kết quả dưới dạng tham trị đầu ra cho biến OUT,
IN-OUT của local block, hệ điều hành sẽ chuyển các tham trị này cho khối mẹ và giải phóng khối con cùng
local block ra khỏi word memory.
•
Chương 2

: Ngôn Ngữ Lập Trình S7-300
I. SỬ DỤNG CÁC Ô NHỚ VÀ CẤU TRÚC THANH GHI TRẠNG THÁI.
1. Địa chỉ ô nhớ.

Địa chỉ ô nhớ gồm phần chữ và phần số.
a.
Phần chữ:
chỉ vị trí và kích thước ô nhớ.
o M: chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 bit.
o MB: chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 byte.
o MW: chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 2 bytes.
o MD: chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 4 bytes.
o I: chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong miền bộ đệm cổng vào số.
o IB: chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đệm cổng vào số.
o IW: chỉ ô nhớ có kích thước là 1 từ trong miền bộ đệm cổng vào số.
o ID: chỉ ô nhớ có kích thước là 2 từ trong miền bộ đệm cổng vào số.
o Q: chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong miền bộ đệm cổng ra số.
o QB: chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đệm cổng ra số.
o QW: chỉ ô nhớ có kích thước là 1 từ trong miền bộ đệm cổng ra số.
o QD: chỉ ô nhớ có kích thước là 2 từ trong miền bộ đệm cổng ra số.
o T: chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ thời gian Timer.
o C: chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ đếm Counter.
o PIB: chỉ ô nhớ có kích thước 1 byte thuộc vùng peripheral input.
o PIW: chỉ ô nhớ có kích thước 1 từ thuộc vùng peripheral input.
o PID: chỉ ô nhớ có kích thước 2 từ thuộc vùng peripheral input.
o PQB: chỉ ô nhớ có kích thước 1 byte thuộc vùng peripheral output.
o PQW: chỉ ô nhớ có kích thước 1 từ thuộc vùng peripheral output.
o PQD: chỉ ô nhớ có kích thước 2 từ thuộc vùng peripheral output.
o DBX: chỉ ô nhớ có kích thước 1 bit trong khối dữ liệu DB.
o DBB: chỉ ô nhớ có kích thước 1 byte trong khối dữ liệu DB.
o DBW: chỉ ô nhớ có kích thước 1 từ trong khối dữ liệu DB.
o DBD: chỉ ô nhớ có kích thước 2 từ trong khối dữ liệu DB.
a.
Phần số:

Chỉ địa chỉ của byte hoặc bit trong miền nhớ đã xác định.
Nếu ô nhớ đã được xác định thông qua phần chữ là có kích thước 1 bit thì phần số sẽ gồm địa chỉ của byte và
số thứ tự của bit trong byte đó được tách với nhau bằng dấu chấm.
Ví dụ: I 1.3
M 100.5
Q 124.7
Nếu ô nhớ đã được xác định là 1 byte, từ hoặc từ kép thì phần số sẽ là địa chỉ byte đầu tiên trong mảng byte
của ô nhớ đó.
Ví dụ: DIB 15
MD 46
1. Cấu trúc thanh ghi trạng thái.
Khi thực hiện lệnh , CPU sẽ ghi nhận lại trạng thái của phép tính trung gian cũng như của kết quả vào một
thanh ghi đặc biệt gọi là thanh ghi trạng thái (status word). Cấu trúc của thanh ghi trạng thái:
2
15
2
9
2
8
2
7
2
6
2
5
2
4
2
3
2

2
2
1
2
0
BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO /FC
a. Bit /FC (first check)
Bit 0 của thanh ghi trạng thái được gọi là bit kiểm tra đầu tiên (/FC). Mỗi lệnh kiểm tra trạng thái tín hiệu
của /FC cũng như trạng thái tín hiệu của toán hạng. Nếu bit /FC =0, lệnh cất kết quả kiểm tra trạng thái tín
hiệu vào bit RLO và đặt bit /FC lên 1. Quá trình này được gọi là kiểm tra đầu tiên (first check) hay quét lần
thứ nhất (first scan).
Nếu bit /FC =1 thì lệnh kết hợp kết quả dò mức của toán hạng hiện tại với RLO trước đó để tạo ra RLO mới.
Chuỗi lệnh logic luôn luôn kết thúc bằng lệnh xuất (S,R hay =), lệnh nhảy liên hệ với RLO, hoặc một trong các
lệnh lồng như A(, O(, X(, AN(, XN(; các lệnh này reset bit /FC về 0.
a. RLO (Result of Logic Operation): kết quả của phép toán logic.
Bit 1 của STW được gọi là RLO, bit này chứa kết quả của lệnh logic trên bit hoặc so sánh số học.
Ta có thể đặt RLO không điều kiện lên 1 bằng lệnh SET và xóa RLO không điều kiện về 0 bằng lệnh CLR. Bit
RLO cũng có liên quan đến các lệnh nhảy có điều kiện.
Bit cần có khi sử dụng lệnh O để thực hiện AND-trước -OR. Hàm AND chứa các lệnh sau: A, AN, A(, AN(, ) và
NOT. Bit OR cho thấy các lệnh mà hàm AND được thực thi trước đó đã cho giá trị 1. Bất cứ lệnh xử lý bit khác
reset bit OR.
i. Bit OV (Overflow)
Bit OV có chức năng báo lỗi. Nó được đặt lên 1 bằng lệnh toán học hay lệnh so sánh dấu chấm động sau khi
lỗi xảy ra (tràn, phép toán không hợp lệ, số dấu chấm động không hợp lệ). Bit này được đặt theo kết quả của
lệnh toán học kế hay lệnh so sánh kế.
i. Bit OS (stored overflow bit)
Bit OS được đặt cùng với bit OV khi có lỗi xảy ra. Bởi vì bit OS vẫn giữ là 1 sau khi đã khử lỗi, nó chứa trạng
thái bit OV và cho thấy có lỗi hay không có lỗi xảy ra ở một trong các lệnh được thực thi trước đó. Các lệnh
sau reset bit OS: JOS (jump after stored overflow), các lệnh gọi khối, và các lệnh kết thúc khối.
i. Mã điều kiện CC1 và CC0

CC1 CC0 Giải thích
0 0 Kết quả =0
0 1 Kết quả <0
1 0 Kết quả >0

Bảng 1.2
:
CC1 và CC0 sau lệnh toán học, không có tràn.
CC1 CC0 Giải thích
0 0 Tràn dãi trị âm trong +I và +D
0 1
Tràn dãi trị âm trong *I và *D
Tràn dãi trị dương trong +I, -I, +D, -D, NEGI và NEGD
1 0
Tràn dãi trị dương trong *I, *D, /I và /D
Tràn dãi trị âm trong +I, -I, +D, -D
1 1 Chia cho 0 trong /I, /D, và MOD
Bảng 1.3: CC1 và CC0 sau lệnh toán học số nguyên, có tràn.

CC1 CC0 Giải thích
0 0 Tràn dưới
0 1 Tràn dãi trị âm
1 0 Tràn dãi trị dương
1 1 Số dấu chấm động không hợp lệ
Bảng 1.4: CC1 và CC0 sau các lệnh toán học dấu chấm động, có tràn
.
CC1 CC0 Giải thích
0 0 ACCU 2 =ACCU 1
0 1 ACCU 2 <ACCU 1
1 0 ACCU 2 >ACCU 1

1 1 ACCU 1 hay ACCU 2 là số dấu chấm động không hợp lệ
Bảng 1.5: CC1 và CC0 sau các lệnh so sánh.
CC1 CC0 Giải thích
0 0 Bit vừa dịch ra là 0
1 0 Bit vừa dịch ra là 1
Bảng 1.6: CC1 và CC0 sau các lệnh dịch và xoay
.
CC1 CC0 Giải thích
0 0 Kết quả = 0
1 0 Kết quả <>0
Bảng 1.7: CC1 và CC0 sau các lệnh logic trên word.
i. Bit BR (Binary Result)
Bit BR tạo liên kết giữa xử lý các bit và các word. Đây là phương tiện hữu hiệu để diễn dịch kết quả của phép
toán trên word như kết quả nhị phân và đưa kết quả này vào chuỗi logic nhị phân. Với cách nhìn này, bit BR
biễu diễn bit bộ nhớ bên trong máy mà RLO cất vào trước khi một phép toán word làm thay đổi RLO, để cho
RLO khả dụng lần nữa sau khi phép toán tiếp tục chuỗi logic bit bị ngắt.
Bit BR tương ứng với ngõ ra cho phép (ENO = enable output) của hộp LAD. Ta nên sử dụng lệnh SAVE để cất
RLO vào bit BR theo các tiêu chuẩn sau:
• Cất bit RLO =1 vào bit BR cho trường hợp mà FB hay FC được thực thi không có lỗi.
• Cất bit RLO =0 vào bit BR cho trường hợp mà FB hay FC được thực thi có lỗi.
Ta nên lập trình các lệnh này ở cuối FB hay FC để chúng là các lệnh cuối cùng được thực thi trong khối.
I. CÁC LỆNH VÀ PHÉP TOÁN.
1. Lệnh nạp chuyển.
Các lệnh này dùng để trao đổi thông tin bằng byte, word hay double word giữa các module nhập và xuất, PII
và PIQ, bộ định thời, bộ đếm và cờ, các khối dữ liệu (DB).
Dữ liệu thường không được trao đổi trực tiếp mà luôn luôn thông qua thanh ghi tích lũy ACCU. Nó là thanh
ghi trong bộ xử lý và được dùng như bộ đệm (buffer).
Dòng đi thông tin như sau:
• Nạp (LOAD) từ bộ nhớ nguồn vào ACCU.
• Chuyển (TRANSFER) từ ACCU đến bộ nhớ đích.

Trong PLC có 2 thanh ghi: ACCU1 và ACCU2, mỗi thanh ghi có chiều dài 2 word.
Chú ý

:
i. Load và Transfer trực tiếp không qua PII và PIQ:
L PIB
T PQW
Với P là viết tắt của Peripheral (ngoại vi).
i. Các lệnh Load và Transfer trực tiếp chỉ có thể lập trình bằng dạng STL (ngoại trừ các toán hạng của
Timer, Counter và các lệnh so sánh).
1. Các lệnh tác động vào RLO và ô nhớ.
• SET: lệnh ghi logic 1 vào RLO.
• CLR: lệnh ghi logic 0 vào RLO.
• NOT: lệnh đảo giá trị của RLO.
• S: lệnh gán có điều kiện giá trị logic 1 vào ô nhớ.
• R: lệnh gán có điều kiện giá trị logic 0 vào ô nhớ.
• FP <toán hạng> : lệnh phát hiện sườn lên.
Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, L, D và được sử dụng như một biến cờ để ghi nhận lại giá trị của RLO tại vị
trí này trong chương trình, nhưng của vòng quét trước. Tại mỗi vòng quét lệnh sẽ kiểm tra: nếu toán hạng có
giá trị 0 và RLO có giá trị 1 thì sẽ ghi 1 vào RLO, các trường hợp khác thì ghi 0, đồng thời chuyển nội dung
của RLO vào lại biến cờ. Như vậy RLO sẽ có giá trị 1 trong một vòng quét khi có sườn lên trong RLO.
• FN <toán hạng> : lệnh phát hiện sườn xuống.
Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, L, D và được sử dụng như một biến cờ để ghi nhận lại giá trị của RLO tại vị
trí này trong chương trình, nhưng của vòng quét trước. Tại mỗi vòng quét lệnh sẽ kiểm tra: nếu toán hạng có
giá trị 1 và RLO có giá trị 0 thì sẽ ghi 1 vào RLO, các trường hợp khác thì ghi 0, đồng thời chuyển nội dung
của RLO vào lại biến cờ. Như vậy RLO sẽ có giá trị 1 trong một vòng quét khi có sườn lên trong RLO.
• SAVE : lệnh chuyển giá trị của RLO vào BR.
• Và một số phép tính cơ bản.
1. Các lệnh tác động vào 2 thanh ghi ACCU1 và ACCU2.
a.

Nhóm lệnh đảo vị trí bytes:
• POP : lệnh chuyển nội dung của ACCU2 vào ACCU1.
• PUSH : lệnh chuyển nội dung của ACCU1 vào ACCU2.
• TAK : lệnh đảo nội dung của 2 thanh ghi ACCU1 và ACCU2.
• CAW : lệnh đảo nội dung 2 bytes của từ thấp trong ACCU1.
• CAD : lệnh đảo nội dung các bytes trong ACCU1.
• INVI : lệnh đảo giá trị các bits trong từ thấp của ACCU1
• INVD : lệnh đảo giá trị các bits của ACCU1.
a.
Nhóm lệnh tăng giảm :
• INC <toán hạng> : lệnh tăng nội dung thanh ghi ACCU1.
Toán hạng là số nguyên 8 bits. Lệnh thực hiện phép cộng giữa byte thấp của từ thấp trong ACCU1 với toán
hạng. Kết quả được ghi lại vào byte thấp của từ thấp của ACCU1.
• DEC <toán hạng> : lệnh giảm nội dung thanh ghi ACCU1.
Toán hạng là số nguyên 8 bits. Lệnh thực hiện phép trừ byte thấp của từ thấp trong ACCU1 cho toán hạng.
Kết quả được ghi lại vào byte thấp của từ thấp của ACCU1.
a.
Nhóm lệnh dịch chuyển:
• RLD [n] : lệnh xoay tròn các bits của ACCU1 theo chiều trái.
• RRD [n]: lệnh xoay tròn các bits của ACCU1 theo chiều phải.
Lệnh có thể có hoặc không có toán hạng. Nếu toán hạng bằng 0 thì lệnh tương đương với lệnh NOP.
• RLDA : lệnh xoay tròn ACCU1 theo chiều trái 1 bit.
• RRDA : lệnh xoay tròn ACCU1 theo chiều phải 1 bit.
•
1. Các lệnh điều khiển logic và điều khiển chương trình.
a.
Các lệnh điều khiển logic:
Ta có thể sử dụng các lệnh jump (bắt đầu bằng J) và loop để điều khiển rẽ nhánh trong một khối chương
trình. Địa chỉ cho lệnh jump và loop là nhãn nhảy đến trong chương trình (label).
Có các lệnh điều khiển logic sau:

• Lệnh nhảy không điều kiện: JU, JL.
• Lệnh nhảy có điều kiện theo RLO: JC, JCN, JCB, JNB.
• Lệnh nhảy có điều kiện theo BR hoặc OV/OS: JBI, JNBI, JO, JOS.
• Lệnh nhảy theo mã điều kiện CC0, CC1: JZ,JN, JP, JM, JMZ, JPZ, JUO.
• Lệnh điều khiển lặp vòng: LOOP.
Nhãn nhảy đến trong khối chương trình để đánh dấu nên chuyển điều khiển logic tới (nơi rẽ nhánh đến). Nó
có chiều dài tối đa là 4 ký tự, và ký tự đầu phải là chữ, sau nó phải có dấu hai chấm.
o Các lệnh nhảy không điều kiện:
o Lệnh nhảy không điều kiện JU: lệnh này ngắt luồng điều khiển bình thường và nhảy
đến nhãn được chỉ sau JU. Lệnh này được thực hiện bất chấp điều kiện nào.
o Lệnh nhảy theo danh sách JL:
(giống lệnh case hay switch trong các ngôn ngữ lập trình
khác).
o Các lệnh nhảy có điều kiện dựa vào RLO:
o JC nhãn: nhảy đến nhãn nếu RLO=1 còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
o JCN nhãn: nhảy đến nhãn nếu RLO=0 còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
o JCB nhãn: nếu RLO=1 thì gán trị RLO vào BR và nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực
hiện lệnh kế.
o JNB nhãn: nếu RLO=0 thì gán trị RLO vào BR và nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực
hiện lệnh kế.
o Các lệnh nhảy có điều kiện dựa theo BR hay OV/ OS:
Theo điều kiện của BR:
• JBI nhãn: nếu BR=1 thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
• JNBI nhãn: nếu BR=0 thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
Chú ý

: các lệnh JBI và JNBI reset các bit OR và FC trong STW về 0 và set bit
STA lên 1.
Theo điều kiện OV:
• JO nhãn: nếu OV=1 thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.

Theo điều kiện OS:
• JOS nhãn: nếu OV=1 thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
Lệnh này reset bit OS về 0.
o Các lệnh nhảy có điều kiện dựa theo CC1 và CC0:
Dạng lệnh: J<điều-kiện> nhãn
Với các điều-kiện là :
• Z (zero): nếu kết quả là 0 thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
• N (not zero): nếu kết quả là khác 0 thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
• P (positive): nếu kết quả >0 thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
• M (minus = negative): nếu kết quả <0 thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
• MZ (minus hay zero): nếu kết quả là 0 hay <0 thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh
kế.
• PZ (positive hay zero): nếu kết quả là 0 hay >0 thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh
kế.
• UO (unordered): nếu 1 trong các số của phép toán dấu chấm động không phải là số chấm động hợp
lệ thì nhảy đến nhãn, còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
o Lệnh điều khiển vòng lặp:
Ta có thể sử dụng lệnh LOOP để thực hiện một đoạn chương trình nhiều lần. Lệnh LOOP giảm word thấp của
ACCU1 bớt đi 1 và kiểm tra trị mới có được ở ACCU1. Nếu ACCU1 lúc này khác không thì nhảy đến nhãn chỉ ra
kế LOOP, còn ngược lại thì thực hiện lệnh kế.
a.
Các lệnh điều khiển chương trình:
Ta có thể sử dụng các lệnh sau để điều khiển chương trình.
• Lệnh gọi CALL dùng để gọi FC, FB, SFC hay SFB mà bất chấp RLO hay bất cứ điều kiện nào khác.
• Lệnh gọi có điều kiện (CC) và không điều kiện (UC) dùng để gọi các FC không có tham số.
• Lệnh gọi không điều kiện (UC) dùng để gọi SFC không có tham số.
• Rờ-le điều khiển chính MCR (Master Control Relay).
• Các lệnh kết thúc khối không điều kiện (BEU) và kết thúc khối có điều kiện (BEC).
Gán tham số khi gọi hàm và khối hàm
Tham số hình thức (formal parameter): là tham số mà tên và kiểu dữ liệu của nó được gán và khai báo

khi tạo khối. Sau đó khi viết chương trình thì STEP7 tự động liệt kê tất cả các tham số hình thức.
Khi đó ta phải gán các tham số thật (actual parameter) cho các tham số hình thức. Tham số thật là tham
số là hàm và khối hàm sử dụng trong lúc chạy chương trình. Tham số thật phải có cùng kiểu dữ liệu với tham
số hình thức tương ứng gán cho nó.
o Gọi hàm và khối hàm bằng CALL:
Ta có thể sử dụng lệnh CALL để gọi các hàm (FC) và khối hàm (FB), lệnh này gọi FC hay FB do ta chỉ ra và
được thực thi bất chấp RLO hay bất kỳ điều kiện nào khác.
Khi ta gọi khối hàm FB thì ta phải cung cấp khối dữ liệu instance cục bộ. Khối dữ liệu instance chứa tất cả các
biến tĩnh và các tham số thật của khối hàm.
Khi ta gọi khối hàm thì lệnh CALL chép lại một trong các mục sau vào khối dữ liệu instance của khối hàm, phụ
thuộc vào kiểu dữ liệu của tham số thật và vào khai báo của tham số hình thức (IN, OUT, IN-OUT):
• Giá trị của tham số thật.
• Pointer chỉ đến địa chỉ của tham số thật.
• Pointer chỉ đến “L stack” của khối gọi mà ở đó giá trị của tham số thật đã được đệm.
Gọi FB với DB instance và các tham số khối:
Việc gọi có thể xảy ra một khi các chi tiết sau đã được đưa vào lúc CALL:
• Tên của khối hàm.
• Tên của khối dữ liệu instance và
• Các tham số.
Lệnh gọi sử dụng địa chỉ tuyệt đối hoặc địa chỉ ký hiệu.
Gọi tuyệt đối: CALL FBx, Dby (các tham số truyền);
Gọi bằng ký hiệu: CALL fbname, datablockname (pass parameters);
Với fbname= tên ký hiệu của khối
datablockname= tên ký hiệu của khối dữ liệu
o Gọi hàm và khối hàm bằng CC và UC:
Dạng lệnh: CC addr (conditional call: gọi khi RLO=1)
UC addr (unconditional call: gọi bất chấp RLO)
Chú ý

:

không được sử dụng DB “instance” với CC và UC.
Addr có thể là địa chỉ trực tiếp hay là địa chỉ gián tiếp bộ nhớ (memory indirect address).
o Làm việc với chức năng MCR:
MCR dùng để tạo hay ngắt luồng năng lượng (đường dẫn điện). Các lệnh sau bị ảnh hưởng bởi MCR là: lệnh
gán (=), lệnh SET và RESET bit (S, R) và lệnh chuyển dữ liệu T (dùng byte, word, double word). Sự phụ thuộc
của chúng theo MCR được cho theo bảng 1.12.
Trạng thái tín hiệu của
MCR
= S hay R T
0 Ghi 0
Không ghi (nghĩa là
toán hạng không đổi)
Ghi 0
1 Thực thi bình thường Thực thi bình thường Thực thi bình thường
Bảng 1.12: các lệnh phụ thuộc MCR.
i. Các lệnh cài đặt MCR
• MCRA: kích hoạt vùng MRC (A= Activate)
• MCRD: bỏ kích hoạt vùng MCR (D= Deactivate)
• MCR( : cất RLO vào ngăn xếp MCR, bắt đầu vùng MCR
• )MCR : lấy lại RLO, kết thúc vùng MCR
Chú ý:

không bao giờ sử dụng lệnh MCR cho thiết bị an toàn hay cấp cứu!
i. Anh hưởng của MCRA và MCRD
Trong vùng MCR nếu gọi 1 hàm thì hàm đó không bị ảnh hưởng của vùng MCR, muốn hàm có vùng MCR thì
ta phải tạo thêm. Hình 1.6 cho thấy ảnh hưởng của vùng MCR.
i. Cài đặt MCR
Các lệnh sau bật hay tắt chức năng MCR:
• Cất RLO trong ngăn xếp MCR, bắt đầu MCR: MCR(
• Lấy lại RLO< kết thúc MCR: )MCR

Như vậy, ta phải luôn luôn có cặp MCR( và )MCR; hệ thống cho phép lồng các cặp MCR( và )MCR và tối đa là
8.
1. Bộ định thời Timer.
a.
Chức năng Timer:
Cáccông việc cần điều khiển cần nhiều chức năng Timer khác nhau. PLC SIMATIC S7 cho người sử dụng một
số timer với các chức năng khác nhau. Một word 16 bits (timer word) trong vùng dữ liệu hệ thống được gán
cho một trong các timer.
Timer tạo nên một chức năng phức tạp với các ngõ vào và ngõ ra sau:
a. Ngõ vào Start: timer được bắt đầu với sự thay đổi tín hiệu từ “0” lên “1” (RLO) ở ngõ vào Start của
nó. Thời gian và hoạt động của timer phải được lập trình ngay sau hoạt động quét điều kiện bắt đầu.
a. Ngõ vào Reset: tín hiệu ở ngõ vào Reset (RLO=”1”) làm dừng timer. Thời gian hiện hành được đặt
về 0 và ngõ ra Q của timer bị xóa về “0”.
a. Các ngõ ra số: giá trị thời gian thật sự có thể đọc được từ hai ngõ ra số BI (số nhị phân) và BCD
(số thập phân).
a. Ngõ ra nhị phân: trạng thái tín hiệu của ngõ ra nhị phân Q của timer phụ thuộc vào chức năng
timer được lập trình.
Thời gian trễ được khai báo với timer bằng một giá trị 16 bits gồm 2 thành phần:
• Độ phân giải với đơn vị là ms.
• Một số nguyên (BCD) trong khoảng 0 đến 999, gọi là PV.
Vậy, thời gian trễ =độ phân giải* PV.

1. Cất chương trình vào CPU.
i.
Các phần tử của chương trình:
Chương trình gồm các phần tử sau:
• Các khối logic: chứa các lệnh, ký hiệu và chú thích.
• Các khối dữ liệu: chứa dữ liệu, ký hiệu và chú thích.
STEP7 lưu trữ các phần tử này trong các đối tượng khác nhau trong cấu trúc file trên đĩa cứng của thiết bị lập
trình.

i.
Tải xuống (download) các thành phần chương trình:
Khi ta download chương trình, chỉ có các lệnh, dữ liệu và thông tin cần để quản lý và để biên dịch lại được
chép vào vùng nhớ nạp trong CPU (xem hình 1.16).
CPU chép chương trình (lệnh và dữ liệu) từ bộ nhớ nạp vào bộ nhớ làm việc. Việc này được thực hiện khi ta
tải chương trình xuống CPU và (trong trường hợp mà chương trình của ta được cất vào EEPROM của bộ nhớ
nạp) sau khi reset bộ nhớ (MRES). Các phần tử của chương trình mà không cần để chạy chương trình vẫn giữ
ở trong bộ nhớ nạp; các DB được tạo bởi chương trình (bằng cách dùng SFC) được cất vào chỉ ở bộ nhớ làm
việc. Từ bộ nhớ làm việc, chương trình của ta truy cập các vùng nhớ khác.
1. Định nghĩa các vùng nhớ “giữ” (retentive).
Khi mất nguồn điện hoặc reset bộ nhớ (MRES), bộ nhớ CPU (bộ nhớ nạp, bộ nhớ làm việc và bộ nhớ hệ thống
động), tất cả dữ liệu cất trong vùng này bị mất. Các CPU S7 cho phép sử dụng các cách sau để giữ chương
trình và dữ liệu của nó:
• Ta có thể giữ chương trình bằng cách dùng EEPROM (dùng thẻ bộ nhớ hoặc có sẵn trong CPU [tùy
CPU]).
• Ta có thể giữ dữ liệu cụ thể trong vùng RAM không bốc hơi (non-volatile).
• Ta có thể giữ tất cả các dữ liệu được cất trong bộ nhớ nạp, bộ nhớ làm việc và các phần của bộ nhớ
hệ thống bằng cách sử dụng pin backup.
a.
Thông tin Start up:

STEP7 cho OB100 để đưa vào đặc tính start-up cho CPU. Hệ điều hành gọi OB100 mỗi khi CPU đi từ STOP
sang RUN.
Ta có thể cất chương trình trong OB100 để cho cấu hình theo ý muốn hoặc các tham số làm việc khi start up.
Bảng 1.28 mô tả các biến tạm được khai báo trong bảng khai báo biến của OB. Ta có thể dùng công cụ “S7
Configuration” để đặt cấu hình đặc tính của CPU.
Người ta thường sử dụng OB100 để thiết lập các tham số ban đầu cho chương trình như: tạo các trạng thái
ban đầu, các dữ liệu khởi động, cho phép timer, v.v.
Tên hình thức Kiểu Giá trị và ý nghĩa
OB100_EV_CLASS Byte B#16#13

OB100_STRTUP Byte
Chế độ gọi OB100:
• B#16#81 = được gọi khi chuyển từ
STOP sang RUN.
• B#16#82 = được gọi tự động khi
chuyển từ STOP sang RUN hoặc khi chuyển
từ OFF sang ON và CPU vẫn đang ở trạng
thái RUN.
OB100_PRIORITY Byte 27 (thứ tự ưu tiên)
OB100_OB_NUMBR Byte 100 :là chỉ số của khối OB100.
OB100_RESERVED_1 Byte Dự trữ
OB100_RESERVED_2 Byte Dự trữ
OB100_STOP Byte
Mã hiệu nga71t làm cho CPU chuyển về trạng
thái STOP.
OB100_STRT_INFO Dword Thông tin về việc thực hiện chế độ khởi động.
OB100_DATE_TIME Date_And_Time Thời điểm OB100 bắt đầu được thực hiện.
Bảng 1.28: các biến tạm trong OB100.
a.
Lớp ưu tiên và chương trình ngắt:
i. Các lớp ưu tiên (pripority classes)
CPU S7 cho các lớp ưu tiên cho mỗi OB liên hệ. Các OB này cho phép ta tạo ra các chương trình (hoàn tất với
các lệnh gọi FB và FC) mà thực thi ở những thời điểm cụ thể hoặc đáp ứng với những sự kiện đặc biệt như
phát hiện lỗi. Dựa vào lớp ưu tiên của OB, các chương trình này có thể ngắt xử lý các khối trong chương trình.
Lớp ưu tiên với độ ưu tiên cao nhất chạy đầu tiên; nếu có nhiều hơn một OB được gọi bởi hệ điều hành thì
trước hết OB với lớp ưu tiên cao nhất được thực thi, còn các OB khác theo sau theo thứ tự ưu tiên.
Loại OB Mô tả Lớp ưu tiên
OB1
Chương trình chính
Bắt đầu chạy khi kết thúc chu kỳ trước 1 (thấp nhất)

OB10 đến OB17
Ngắt TOD
Bắt đầu chạy ở ngày tháng và thời gian
đã được lập trình
2
OB20 đến OB23 Sử dụng cùng với SFC32 (bắt đầu ngắt
trễ) chạy sau thời gian trì hoãn đặt
Tương ứng 3 đến 6
Ngắt trễ trước (theo ms)
OB30 đến OB38
Ngắt tuần hoàn
Chạy theo chu lỳ lập trình trước (từ 1ms
đến 1 phút)
Tương ứng 7 đến 15
OB40 đến OB47
Ngắt cứng
Bắt đầu chạy khi phát hiện báo động
quá trình từ module ngoại vi
Tương ứng 16 đến 23
OB80 đến OB87
Các lỗi không đồng bộ
Bắt đầu chạy khi phát hiện lỗi chẩn
đoán module hoặc có lỗi time-out
Ưu tiên cao nhất 26
(hoặc 28 trong khi
start up)
OB100
OB start up
Bắt đầu chạy khi CPU chuyển từ STOP
sang RUN

27
OB121, OB122
Các lỗi đồng bộ
Bắt đầu chạy khi phát hiện lỗi lập trình
(OB121) hoặc lỗi truy cập (OB122)
Cùng ưu tiên với OB bị
ngắt
Bảng 1.29: các OB và lớp ưu tiên của nó.
i. Ngắt (interrupt) thực thi chương trình
Bởi vì OB1 cần cho tất cả các chương trình, OB1 nằm trong lớp ưu tiên thấp nhất. Điều này làm cho bất kỳ OB
nào khác được phép ngắt việc xử lý chương trình chính. Khi tất cả các ngắt đã được xử lý xong, OB1 tiếp tục
thực thi ở điểm bị ngắt.
Khi CPU phát hiện sự kiện bắt đầu với OB có lớp ưu tiên cao hơn OB đang được thực thi thì việc ngắt xảy ra ở
cuối lệnh đang được xử lý. Hệ điều hành cất toàn bộ ngăn xếp thanh ghi cho khối ngắt. Thông tin này được
lấy trở lại khi hệ điều hành thực thi tiếp khối bị ngắt.
OB ngắt thực thi khối có lớp ưu tiên khác có thể gọi các hàm (FC) và các khối hàm (FB) khi cần. Số lần gọi
lồng nhau phụ thuộc vào CU. Thí dụ CPU có thể lồng đến 8 lệnh gọi mỗi lần.
i. Cất dữ liệu cho chương trình bị ngắt
Khi hệ điều hành phát hiện một sự kiện bắt đầu cho chạy đối với OB có ưu tiên cao hơn lớp ưu tiên đang
được thực thi thì nó cất thông tin hiện hành trong các thanh ghi tích lũy và các thanh ghi vào ngăn xếp ngắt
(I stack).
Nếu OB mới gọi FB hay FC, dữ liệu xử lý cho mỗi khối được cất vào trong ngăn xếp khối (B stack). Có thể có
đến 8 chỗ/ lớp ưu tiên trong “B stack”.
Khi OB mới đã hoàn tất thực thi thì hệ điều hành nạp lại thông tin từ “I stack” và cho thực thi tiếp tục khối bị
ngắt từ chỗ ngắt đã xảy ra.
Khi CPU chuyển sang chế độ STOP, ta có thể sử dụng công cụ “S7 Information” để xem B stack và I stack.
Điều này giúp cho ta xác định được vấn đề làm cho CPU đổi chế độ hoạt động.

PHẦN 2
L P TRÌNH WINCCẬ

Chương 1

: Control Center
Vị trí của Control Center trong hệ thống WinCC
:
Control Center đặc trưng cho lớp cao nhất trong hệ thống Win CC. Tất cả các moduls của toàn bộ hệ thống
WinCC đều được bắt đầu từ đây.
Nội dung của Control Center gồm có:
• Chức năng
• Cấu trúc
• Các editor chuẩn
WinCC –là giao diện giữa người và máy móc trong thiết kế tự động :
WinCC là hệ thống trung tâm về công nghệ và kỹ thuật được dùng để điều hành các nhiệm vụ của màn hình
hiển thị và hệ thống điều khiển trong tự động hóa sản xuất và quá trình. Hệ thống này cung cấp các modul
chức năng thích ứng trong công nghiệp về: hiển thị hình ảnh, thông điệp, lưu trữ và báo cáo. Giao diện điều
khiển mạnh, việc truy cập hình ảnh nhanh chóng, và chức năng lưu trữ an toàn của nó đảm bảo tính hữu
dụng cao.
Ngoài các chức năng hệ thống, WinCC còn mở ra các giao diện cho các giải pháp của người sử dụng, những
giao diện này khiến chúng có thể tích hợp WinCC vào các giải pháp tự động hóa phức tạp và toàn công ty.
Việc xử lý dữ liệu lưu trữ được tích hợp bằng các giao diện chuẩn ODBC và SQL. Việc thêm vào các đối tượng
và các tài liệu cũng được tích hợp bằng OLE2.0 và OLE Custom Controls (OCX). Các cơ chế này làm cho
WinCC trở thành một bộ phận am hiểu và dễ truyền tải trong môi trường Windows.
WinCC dựa vào hệ điều hành 32 bit MS-Windows 95 hay MS-Windows NT. Cả hai đều có khả năng về thực
hiện đa nhiệm vụ, đảm bảo phản ứng nhanh chóng với việc xử lý ngắt và độ an toàn chống lại sự mất dữ liệu
bên trong ở mức độ cao. Windows NT còn cung cấp các chức năng để tạo ra sự an toàn và phục vụ như một
nền tảng cho hoạt động của các servers trong hệ thống WinCC nhiều người sử dụng. Chính phần mềm WinCC
cũng là ứng dụng 32 bit được phát triển với công nghệ phần mềm hướng đối tượng và hiện đại nhất.
I. NỘI DUNG CỦA CONTROL CENTER.
1. Chức năng.
Control Center chứa tất cả các chức năng quản lý cho toàn hệ thống WinCC. Trong Control Center, ta có thể

đặt cấu hình và khởi động module run-time.
a.
Nhiệm vụ của quản lý dữ liệu:
Quản lý dữ liệu cung cấp ảnh quá trình với các giá trị của tag. Tất cả các hoạt động của quản lý dữ liệu đều
chạy trên một background (nền).
a.
Nhiệm vụ của Control Center
Cac nhiệm vụ chính của Control Center:
• Lập cấu hình hoàn chỉnh.
• Hướng dẫn giới thiệu việc lập cấu hình.
• Thích ứng việc ấn định, gọi, và lưu trữ các projects.
• Quản lý các projects.
• Có khả năng nối mạng các chức năng soạn thảo cho nhiều người sử dụng trong một project.
• Quản lý phiên bản.
• Diễn tả bằng đồ thị của dữ liệu cấu hình.
• Điều khiển và đặt cấu hình cho các hình vẽ/ cấu trúc hệ thống.
• Thiết lập việc cài đặt toàn cục.
• Đặt cấu hình cho các chức năng định vị đặc biệt.
• Tạo và soạn thảo các tham khảo đan chéo.
• Phản hồi tài liệu.
• Báo cáo trạng thái hệ thống.
• Thiết lập hệ thống đích.
• Chuyển giữa run-timer và cấu hình.
• Kiểm tra chế độ/ mô phỏng/ trợ giúp thao tác để đặt cấu hình dữ liệu, bao gồm dịch hình vẽ, mô
phỏng tag, hiển thị trạng thái, và tạo thông điệp.
1. Cấu trúc.
Control Cener có các cấu trúc như sau:
i. Control Center
• Tìm hiểu WinCC trong Control Center.
Giao diện đồ họa cho cấu hình dưới môi trường Windows 95 và Windows NT.

• Quản lý dữ liệu.
Cung cấp ảnh quá trình với các giá trị của tag.
Truyền dữ liệu mà quản lý dữ liệu đã nhận từ các hệ thống tự động.
i. Các module chức năng
• Hệ thống đồ họa (Graphic Designer)
Hiển thị và kết nối quá trình bằng đồ thị.
• Viết chương trình cho các thao tác (Global Scrips)
Tạo một dự án động cho các yêu cầu đặc biệt.
• Hệ thống thông báo (Alarm Logging)
Xuất các thông báo và hồi đáp.
• Lưu trữ và soạn thảo các giá trị đo lường (Tag Logging)
Soạn thảo các giá trị đo lường và lưu giữ chúng trong thời gian dài.
Soạn thảo dữ liệu hướng người sử dụng và lưu giữ chúng trong thời gian dài.
• Hệ thống báo cáo (Report Designer)
Báo cáo trạng thái hệ thống.
a.
Phản hồi tài liệu:
Đối với Control Center, việc in ra một hệ thống định sẵn có trong Report Designer để phản hồi tài liệu. Tất cả
các máy tính , tags, và các kết nối đã được định hình đều được in ra bằng “print job” hay hiển thị trên màn
hình.
a.
Các kiểu dữ liệu dự án được xuất ra bằng cách phản hồi

tài liệu:
o Máy tính: tên và kiểu máy tính (Server hay Client).
o Tag management: tên tag, kiểu dữ liệu, kết nối , kênh.
o Kết nối: kết nối, đơn vị và tham số.
1. Soạn thảo.
Editor dùng để soạn thảo và điều khiển một project hoàn chỉnh. Các bộ soạn thảo trong Control Center:
Chương trình soạn thảo Giải thích

Alarm Logging
(Báo động)
Nhận các thông báo từ các quá trình để
chuẩn bị, hiển thị, hồi đáp, và lưu trữ các
thông báo này.
User Administrator
(Quản lý người dùng)
Việc điều khiển truy nhập sự cho phép cho
các nhóm và người sử dụng.
Text Library
(Thư viện văn bản)
Chứa các văn bản tuỳ thuộc ngôn ngữ do ta
tạo ra.
Report Designer
(Báo cáo)
Cung cấp hệ thống báo cáo được tích hợp
mà ta có thể sử dụng để báo cáo dữ liệu, các
giá trị quá trình hiện hành và đã lưu trữ, các
thông báo hiện hành và đã lưu trữ, hệ thống
tài liệu của chính người sử dụng.
Global Scripts
(Viết chương trình)
Cho phép ta tạo các dự án động tùy thuộc
vào từng yêu cầu đặc biệt. Bộ soạn thảo này
cho phép ta tạo các hàm C và các thao tác
có thể được sử dụng trong một hay nhiều
projects tùy theo kiểu của chúng.
Tag Logging
Xử lý các giá trị đo lường và lưu trữ chúng
trong thời gian dài.

Graphics Designer
(Thiết kế đồ họa)
Cung cấp các màn hình hiển thị và kết nối
đến các quá trình.
1. Các thành phần của project trong Control Center.
Một project gồm các thành phần sau:
• Máy tính.
• Quản lý tag.
• Kiểu dữ liệu.
• Soạn thảo.
a.
Máy tính.
Thành phần “Computer” dùng để quản lý tất cả các máy tính có thể truy nhập một project hiện thời. Ta có thể
đặt cấu hình cho mỗi máy tính riêng biệt.
Các thuộc tính của một máy tính:
i. Tên má tính.
i. Kiểu máy tính:
• Server : Máy tính trung tâm để lưu trữ dữ liệu và quản lý toàn cục trong hệ thống WinCC.
• Client : Cũng được định nghĩa như một workstation. Control Center được tải cục bộ trong từng máy
tính loại này.
Chương 2

: Các Thành Phần Soạn Thảo
I. ALARM LOGGING.
1. Chức năng.
Soạn thảo Alarm Logging đảm trách về các thông báo nhận được và lưu trữ. Nó chứa các chức năng để nhận
các thông báo từ các quá trình, để chuẩn bị, hiển thị, hồi đáp và lưu trữ chúng. Với đặc tính này, Alarm
Logging giúp ta tìm ra nguyên nhân của lỗi.
Hệ thống Alarm Logging có các đặc tính sau:
• Cung cấp các thông tin về lỗi và trạng thái hoạt động toàn diện.

• Cho phép sớm nhận ra các tình trạng nguy cấp.
• Tránh và giảm thiểu thời báo.
• Chất lượng sản phẩm ngày càng tăng.
• Cung cấp tài liệu.
Alarm Logging chia làm 2 thành phần: hệ thống cấu hình (Alarm Logging CS) và hệ thống run-time (Alarm
Logging RT).
a.
Nhiệm vụ của Alarm Logging CS:
Sử dụng Alarm Logging CS để đặt cấu hình cho các thông báo để chúng được hiển thị theo cách mà ta muốn.
Ta có thể thực hiện điều này trước khi hệ thống run-time khởi động. Hệ thống cấu hình Alarm Logging của
WinCC cung cấp một giao diện đặc biệt mà ta tạo lập sẵn.
a.
Nhiệm vụ của Alarm Logging RT:
Alarm Logging có nhiệm vụ thu thập các thông báo và hồi đáp. Nó chuẩn bị các thông báo để hiển thị và lưu
trữ.
1. Khái quát về Alarm Logging.
a.
Thông báo:
Các thông báo được xuất ra từ các biến cố và được hiển thị bởi Alarm Logging theo trình tự thời gian. Hệ
thống phân biệt giữa các kiểu sự cố sau:
• Binary events.
• Các dạng thông báo.
• Theo dõi các sự cố.
i. Binary events: là những thay đổi trạng thái trong các tags (tag nội và tag ngoài).
i. Các dạng thông báo: chứa các mục và chức năng sau:
o Quá trình.
o Theo dõi hệ thống điều khiển.
o Các ứng dụng.
i. Theo dõi các sự cố: hệ thống Alarm Logging chưa hỗ trợ việc theo dõi sự cố. Tuy nhiên, ta vẫn có
thể liệt kê các sự cố: