Cấu trúc bộ nhớ

Cấu trúc bộ nhớ

Cấu trúc bộ nhớ
Bởi:
Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên

1/9


Cấu trúc bộ nhớ

Kiểu dữ liệu

2/9


Cấu trúc bộ nhớ

Vùng nhớ dữ liệu, đối tượng và cách truy cập
PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp: Làm bộ định thời cho các kênh trạng
thái I/O. Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi các
Relay.
Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ
đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ. Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ
được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử lý. Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong
bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo. Với một địa chỉ mới, nội dung của ô
nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đầu ra, quá trình này được gọi là quá trình đọc.
Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khả năng
chứa 2000 - 16000 dòng lệnh , tùy theo loại vi mạch. Trong PLC các bộ nhớ như RAM,
EPROM đều được sử dụng.
+ RAM (Random Access Memory) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nội

dung bất kỳ lúc nào. Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị mất. Để tránh
tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năng cung cấp năng lượng
dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm. Trong thực tế RAM được dùng để khởi tạo
và kiểm tra chương trình. Khuynh hướng hiện nay dùng CMOS RAM nhờ khả năng tiêu
thụ thấp và tuổi thọ lớn.

3/9


Cấu trúc bộ nhớ

+ EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người sử
dụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được. Nội dung của
EPROM không bị mất khi mất nguồn, nó được gắn sẵn trong máy, đã được nhà sản xuất
nạp và chứa hệ điều hành sẵn. Nếu người sử dụng không muốn mở rộng bộ nhớ thì chỉ
dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC. Trên PG (Programer) có sẵn chỗ ghi và xóa
EPROM.
+ EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) liên kết với
những truy xuất linh động của RAM và có tính ổn định. Nội dung của nó có thể được
xóa và lập trình bằng điện, tuy nhiên số lần là có giới hạn. Môi trường ghi dữ liệu thứ
tư là đĩa cứng hoặc đĩa mềm, được sử dụng trong máy lập trình. Đĩa cứng hoặc đĩa mềm
có dung lượng lớn nên thường được dùng để lưu những chương trình lớn trong một thời
gian dài.
* Kích thước bộ nhớ:
- Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 -1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo.
- Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K - 16K, có khả năng chứa từ 2000 -16000 dòng
lệnh. Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM.
Cấu trúc bộ nhớ:
Bộ nhớ gồm 48KB RAM, 48KB ROM, không có khả năng mở rộng và tốc độ xử lý gần
0.3ms trên 1000 lệnh nhị phân, bộ nhớ được chia trên các vùng:

+ Vùng chứa chương trình ứng dụng:
- OBx (Organisation block): Miền chứa chương trình tổ chức, trong đó:
- Khối OB1: Khối tổ chức chính, mặc định, thực thi lặp vòng. Nó được bắt đầu khi quá
trình khởi động hoàn thành và bắt đầu trở lại khi nó kết thúc.
- Khối OB10 (Time of day interrupt): được thực hiện khi có tín hiệu ngắt thời gian.
- Khối OB20 (Time delay interrupt): được thực hiện sau 1 khoảng thời gian đặt trước.
- Khối OB35 (Cyclic Interrupt): khối ngắt theo chu kì định trước
- Khối OB40 (Hardware Interrupt): được thực hiện khi tín hiệu ngắt cứng xuất hiện ở
ngõ vào I124.0 I124.3
- FC (Function): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm có biến hình thức
để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó, được phân biệt bởi các số nguyên. Ví dụ:
4/9


Cấu trúc bộ nhớ

FC1, FC7, FC30ngoài ra còn có các hàm SFC là các hàm đã được tích hợp sẵn trong hệ
điều hành.
- FB (Function Block): tương tự như FC, FB còn phải xây dựng 1khối dữ liệu riêng gọi
là DB (Data Block) và cũng có các hàm SFB là các hàm tích hợp sẵn trong hệ điều hành.
+ Vùng chứa các tham số hệ điều hành và chương trình ứng dụng:
- I (Process image input): Miền bộ đệm dữ liệu các ngõ vào số. Trước khi bắt đầu thực
hiện chương trình, PLC sẽ đọc tất cả giá trị logic của các cổng vào rồi cất giữ chúng
trong vùng I. khi thực hiện chương trình CPU sẽ sử dụng các giá trị trong vùng I mà
không đọc trực tiếp từ ngõ vào số.
- Q (Process image output): tương tự vùng I, miền Q là bộ đệm dữ liệu cổng ra số. Khi
kết thúc chương trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra số.
- M (Memory): Miền các biến cờ. Do vùng nhớ này không mất sau mỗi chu kỳ quét nên
chương trìng ứng dụng sẽ sử dụng vùng nhớ này để lưu giữ các tham số cần thiết. Có
thể truy nhập nó theo bit (M), byte (MB), theo từ (MW) hay từ kép (MD).

- T (Timer): Miền nhớ phục vụ bộ thời gian bao gồm việc lưu trữ các giá trị đặt trước
(PV-Preset Value), các giá trị tức thời (CV-Current Value) cũng như các giá trị logic
đầu ra của Timer.
- C (Counter): Miền nhớ phục vụ bộ đếm bao gồm việc lưu giữ các giá trị đặt trước (PVPreset Value), các giá trị tức thời (CV-Current Value) cũng như các giá trị logic đầu ra
của Counter.
- PI: Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự (I/O External input). Các giá trị
tương tự tại cổng vào của module tương tự sẽ được module đọc và chuyển tự động theo
những địa chỉ. Chương trình ứng dụng có thể truy cập miền nhớ PI theo từng byte (PIB),
từng từ (PIW) hoặc theo từng từ kép (PID).
- PQ: Miền địa chỉ cổng ra của các module tương tự (I/O External output). Các giá trị
tương tự tại cổng vào của module tương tự sẽ được module đọc và chuyển tự động
theo những địa chỉ. Chương trình ứng dụng có thể truy cập miền nhớ PI theo từng byte
(PQB), từng từ (PQW) hoặc theo từng từ kép (PQD).
+ Vùng chứa các khối dữ liệu, được chia thành 2 loại:
• DB (Data block): Miền chứa các dữ liệu được tổ chúc thành khối. Kích thước
hay số lượng khối do người sử dụng qui định. Có thể truy nhập miền này theo
từng bit (DBX), byte( DBB), từng từ (DBW), từ kép (DBD).

5/9


Cấu trúc bộ nhớ

• L (Local data block): Miền dữ liệu địa phương, được các khối chương trình
OB, FC, FB tổ chức và sử dụngcho các biến nháp tức thời và trao đổi dữ liệu
của biến hình thức với những khối đã gọi nó. Toàn bộ vùng nhớ sẽ bị xoá sau
khi khối thực hiện xong. Có thể truy nhập theo từng bit (L), byte (LB), từ LW),
hoặc từ kép (LD).
Kích thước các vùng nhớ tùy thuộc vào từng loại PLC

Phương pháp truy cập vùng nhớ:
Địa chỉ ô nhớ trong PLC S7-300 bao gồm hai thành phần: phần chữ và phần số.
Ví dụ:

6/9


Cấu trúc bộ nhớ

Truy nhập theo byte: Bao gồm các kiểu Byte (1 byte), Word (2 byte), Double word (4
byte)
Quy cách: Tên vùng nhớ, kích thước, địa chỉ byte đầu tiên
Vùng nhớ các đầu vào I:
- Tại thời điểm đầu tiên mỗi vòng quét PLC lấy tín hiệu từ các đầu vào và ghi các giá trị
tương ứng vào vùng nhớ đầu vào.
- Truy nhập: Kiểu: Bit I[địa chỉ byte].[địa chỉ bit] I0.1
Byte, word, Double word I[kích thước][địa chỉ byte đầu tiên]
Ví dụ: IB4, IW1, ID2
Vùng nhớ các đầu ra Q:
- Trong quá trình thực hiện các công việc trong một vòng quét (bao gồm cả chương trình
điều khiển), PLC sẽ ghi các giá trị tơơng ứng của các vào vùng nhớ này, cuối vòng quét
PLC sẽ gửi các giá trị này đến các đầu ra tương ứng.
- Truy nhập: Kiểu: Bit Q[địa chỉ byte].[địa chỉ bit] Q0.0
Byte, word, Double word Q[kích thước][địa chỉ byte đầu tiên]
Ví dụ: QB2, QW1, QD4
Vùng nhớ M:
- Các ô nhớ thuộc vùng nhớ (M) dùng để lơu trữ trạng thái của quá trình hoạt động hoặc
các thông tin điều khiển khác.
- Truy nhập:Kiểu: Bit M[địa chỉ byte].[địa chỉ bit] M10.1
Byte, Word, Double word M[kích thước][địa chỉ byte đầu tiên]

7/9


Cấu trúc bộ nhớ

Ví dụ: MB20, MW8, MD6
Vùng nhớ thời gian T
- Mỗi bộ thời gian có hai giá trị được lưu trữ trong vùng nhớ T: Giá trị đếm thời gian
hiện tại (16 bit), và giá trị bit timer (1 bit).
- Truy nhập: T [số thứ tự bộ timer] T3
Vùng nhớ bộ đếm C:
- Mỗi bộ đếm có hai giá trị được lơu trữ trong vùng nhớ C: Giá trị đếm hiện tại (kiểu
BDC, 12 bit), và giá trị bit counter (1 bit).
- Truy nhập: C [số thứ tự bộ timer] C1
Vùng nhớ các đầu vào, đầu ra Analog AI, AQ:
- PLC chuyển đổi một giá trị điện áp (hoặc dòng điện) thành một số nhị phân (12 bit)
lưu trữ trong vùng nhớ analog (hoặc ngược lại).
- Cách truy nhập với tín hiệu vào: PI[kích thước][địa chỉ byte đầu tiên]
Ví dụ: Truy nhập: Kiểu: Byte, Word, Double word
PIB20, PIW8, PID6
- Cách truy nhập với tín hiệu ra: PQ[kích thước][địa chỉ byte đầu tiên]
Ví dụ: Truy nhập: Kiểu: Byte, Word, Double word
PQB20, PQW8, PQD6
Vùng nhớ của các khối dữ liệu DB:
- Mở khối dữ liệu DB hoặc DI bằng lệnh OPN
Ví dụ: OPN DB 1 // Mở khối dữ liệu DB (Open data Block)
Hoặc OPN DI 1 // Mở khối dữ liệu DI (Open instance data Block)
- Mở một bít trong khối dữ liệu DBX
Ví dụ: A DB3.DB 0.5 // mở bit số 5 của byte 0 trong khối dữ liệu DB3

8/9


Cấu trúc bộ nhớ

- Mở một Byte, một WORD hoặc một một DW trong khối dữ liệu DBx
Ví dụ: L DB3. DBB2 // chỉ tới Byte 2 trong khối dữ liệu DB3
L DB3. DBW2 // chỉ tới WORD 2 trong khối dữ liệu DB3
L DB. DBD2 // chỉ tới DWORD 2 trong khối dữ liệu DB3
Vùng nhớ trong các khối chương trình OB, FBx và FCx
- Chỉ 1 bit
Ví dụ: A L0.2// chỉ bít số 2 của Byte 0 trong miền dữ liệu địa phương
- Chỉ một Byte, Word hoặc DW
Ví dụ: L LB0 // chỉ byte 0 trong miền dữ liệu địa phương
L LW0 // chỉ Word 0 trong miền dữ liệu địa phương
L LD0 // chỉ DWord 0 trong miền dữ liệu địa phương

9/9