Thiết kế, hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao và đếm sản phâm điều khiển bằng PLC S7 200

MỤC LỤC
BẢNG LỆNH ĐẾM LÊN, ĐẾM XUỐNG :.............................................................24
NHÓM LỆNH SO SÁNH :........................................................................................27
BẢNG LỆNH ĐẾM LÊN..........................................................................................64

Trang 1


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay sự tiến bộ khoa học kĩ thuật trên thế giới diễn ra nhanh chóng, với sự ra
đời của hàng loạt những sản phẩm mới ứng dụng những tiến bộ ở những nước phát
triển. Đặc biệt trong những năm gần đây kĩ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ, có
nhiều công nghệ điều khiển mới được ra đời để thay thế cho những công nghệ đã lỗi
thời.
Để bắt kịp với tiến bộ khoa học kĩ thuật trên thế giới cũng như đáp ứng yêu cầu
CNH_HĐH đất nước thì ngành công nghiệp Việt Nam đang thay đổi nhanh chóng,
công nghệ và thiết bị hiện đại đang dần dần được thay thế các công nghệ lạc hậu và
thiết bị cũ. Các thiết bị công nghệ tiên tiến với hệ thống điều khiển lập trình PLC, Vi
xử lý, điện khí nén, điện tử. Đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như các
dây truyền sản xuất nước ngọt, chế biến thức ăn gia xúc, máy điều khiển theo chương
trình CNC, các hệ thống đèn giao thông, các hệ thống báo động. Trong các trường đại
học cao đẳng và các trường trung học đã và đang đưa các thiết bị hiện đại có khả năng
lập trình được vào giảng dạy. Một trong những loại thiết bị có ứng dụng mạnh mẽ và
đảm bảo có độ tin cậy cao là hệ thống điều khiển tự động PLC.
Với đề tài “Thiết kế, hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao và đếm sản
phâm điều khiển bằng PLC S7 200”. Chúng em đã vận dụng được những ưu điểm
của hệ thông điều khiển này.
Sau quá trình học tập rèn luyện và nghiên cứu tại trường chúng em đã tích luỹ
được vốn kiến thức để thực hiện đề tài của mình. Cùng với sụ hướng dẫn tận tình của
thầy Phạm Duy Dưỡng, cũng như các thầy cô giáo trong khoa và các bạn sinh viên
cùng khoá đến nay chúng em đã hoàn thành đề tài này

Do thời gian nghiên cứu có hạn nên không thể tránh khỏi nhưng sai sót, chúng
em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn thêm của các thầy cô cũng như ý kiến đóng
góp của các bạn sinh viên để đề tài của chúng em hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ
những mục tiêu đã đặt ra.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện

Trang 2


CHƯƠNG I: SƠ LƯỢC VỀ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ MÔ HÌNH PHÂN
LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO
1. Băng tải
1.1. Cách lắp đặt vận hành băng chuyền tải
-

Đặt hệ thống băng tải vào đúng vị trí cần lắp đặt.
Dùng thước thủy để căn theo chiều ngang dây tải.
Siết chặt các bulông nền và bulông chân.
Điều chỉnh sơ bộ các bas căng dây ở vị trí căng dây tương đối.
Khởi động động cơ băng tải chạy thử.
Điều chỉnh cho dây băng tải cân chính giữa.
Siết ốc kỹ, tỳ ren điều chỉnh lại đúng vị trí.
Cho hệ thống chạy trong 1 giờ rồi kiểm tra, nếu thấy dây bị sàng thì điều chỉnh

lại.
1.2. Nguyên tắc kiểm tra băng tải tốt xấu
- Băng tải đen bóng, cứng mềm không quan trọng.
- Cắt một băng vải nhỏ dài chừng 5cm, kéo giãn đến khi đứt, băng càng tốt kéo

giãn càng nhiều.
- Ngửi băng tải thấy có mùi thơm, nếu băng tải có mùi thơm khó chịu thì bỏ ngay.
- Lấy mũi nhọn đâm thử, băng tải mà kém thì thủng ngay một lỗ, loại tốt thì khó
thủng và có đàn hồi.
- Băng tốt thì bề mặt ít lồi lõm và không bị vá, sữa chữa.
1.3. Các loại băng tải
a. Băng tải bố NN
 Cấu tạo

Hình 1.1: Băng tải bố NN
Băng tải bố NN gồm nhiều sợi dọc /ngang đểu là Nylon, có các thành phần gồm:
cao su mặt trên + lớp bố + cao su mặt dưới. Lớp bố của băng tải loại này duy trì sức
căng cũng như tạo độ bền cho kết cấu băng tải, chịu lực nén và kéo tải, chịu nhiệt
1000C tới 6000C.
 Đặc điểm
- Cường lực chịu tải lớn: chịu lực gấp 5 lần sợi Cotton.

Trang 3


- Chịu lực va đập lớn: sợi Nylon là loại sợi tổng hợp chịu sự va đập rất tốt nên các

tác động ngoại lực hầu như không ảnh hưởng đến chất lượng bố.
- Chịu axit, chịu nước và một số loại hóa chất khác.
- Chống được lão hóa do gấp khúc, uốn lượn nhiều trong sử dụng.
- Tăng cường sự bám dính giữa sợi và cao su, đồng thời giảm thiểu việc tách tầng
giữa các lớp bố.
- Rất bền nếu phải hoạt động trong môi trường nhiệt độ thấp.
- Độ dai cực lớn, nhẹ và làm tăng lên sức kéo của motor dẫn đến giảm tiêu thụ
điện.

 Ứng dụng
- Băng tải NN có đặc tính mềm dẻo, dai và hiện được coi là loại bố chịu lực phổ
thông và có nhiều ưu điểm vượt trội.
- Thường dùng để tải than, sỏi, đá (các cỡ), cát, quặng sắt, xi măng, than, gỗ…
Không dùng để tải các vật liệu chịu nhiệt trên 6000C hoặc các bề mặt có chất dầu.
- Băng tải bố NN chiếm từ 60-70% trên thị trường hiện nay do tính kinh tế và nhẹ
của nó.
b. Băng tải con lăn

Hình 1.2: Băng tải con lăn
- Băng tải có thể nâng lên hạ xuống để làm đổi hướng vận chuyển.
- Dùng để vận chuyển các sản phẩm đã đóng thùng, có trọng lượng lớn.
c. Băng tải cáp thép
 Cấu tạo
- Băng tải lõi thép gồm nhiều lõi cáp thép được sắp xếp theo chiều dọc ở những
khoảng cách từ 10 đến 15mm, lớp cáp thép này là phần chịu lực tải chính giữ cho băng
tải luôn chạy đúng hướng bao quanh nó là lớp phủ cao su mặt trên và mặt dưới.
- Lớp cáp thép sẽ được liên kết với nhau bằng một phương pháp đặt biệt, sự liên
kết này giúp cho băng tải không có bất kỳ sự cố nào xảy ra trong suốt quá trình sử
dụng, cao su mặt và cao su bao phủ cáp thép được chế tạo theo những tính chất riêng.
- Ký hiệu thông thường các loại băng tải cáp thép: ST-500,ST-630,ST-800 và cao
nhất tới ST-7000, độ dày có thể lên tới 50mm. Băng tải cáp thép thường rất nặng như
loại ST-1000, khổ 1 mét có thể lên tới 25Kg/m. Vì vậy thường chỉ dài 150m/cuộn.
 Đặc điểm

Trang 4


- Băng tải cáp thép chủ yếu sử dụng tại các hệ thống truyền tải có chiều dài lớn

trên 300m, do có thể chịu được cường lực rất cao.

Hình 1.3: Băng tải cáp thép
- Các sợi cáp thép được bố trí song song đều nhau theo chiều dọc băng tải và rải

đều trên toàn mặt băng tải.
- Băng tải cáp thép có tỷ lệ dãn dư cực thấp dưới 1% kể cả trong điều kiện toàn tải.
- Băng tải cáp thép có độ bền tuyệt hảo nhất trong các loại băng tải.
- Toàn bộ cáp thép trước khi lưu hóa phải được xử lý tráng ngoài tạo bám dính với
lớp cao su bao quanh và đây là yếu tố quang trọng nhất khi chọn băng tải. Lớp cao su
mặt được chế tạo đặc biệt để chống lại các lực xé rách từ mọi hướng.
- Có những băng tải thép có tuổi thọ tới 15- 20 năm trong điều kiện vận hành liên
tục hiệu quả kinh tế là rất lớn.
d. Băng tải bố EP
 Cấu tạo và đặc điểm
- EP ký hiệu là băng tải có vải bố chịu lực bằng sợi tổng hợp Polyester làm sợi dọc
và sợi Nylon làm sợi ngang.
- Độ dãn băng tải rất nhỏ làm cho hành trình khởi động ngắn hơn do vậy tiết kiệm
điện hơn. Băng chuyền khởi động êm, đặc biệt là đối với băng chuyền có độ dài lớn.
- Chịu ẩm tốt hơn các loại bố khác, vì sợi Polyester có đặc điểm chịu ẩm, nước rất
tốt do đó tuổi thọ băng kéo dài hơn đặc biệt khi gặp ẩm cao, chịu nhiệt rất tốt khi dưới
1500C, chịu hóa chất cực tốt.
 Ưu điểm
- Độ giiãn rất thấp nhỏ hơn 4%, vì vậy bề mặt cao su không bị rạn nứt tránh được
hiện tượng thẩm thấu-tác nhân gây lão hóa tới các lớp bố.
 Tỷ lệ truyền của băng tải
Ta có:

N 2 = θ1
N1 θ 2

Trong đó :
N1 : là số vòng quay của buli băng tải.
N2: là số vòng quay của động cơ.
θ1: là đường kính của buli băng tải.
θ2: là đường kính của buli động cơ.
2. Cảm biến
Trang 5


2.1. Các khái niệm về cảm biến
Trong các hệ thống đo lường và điều khiển, mọi quá trình điều khiển đặc trưng
bởi các biến trạng thái. Các biến trạng thái này thường là các đại lượng không điện
như: nhiệt độ , áp suất, lưu lượng, tốc độ.
Để thực hiện quá trình đo lường và điều khiển cần phải thu thập thông tin, đo
đạc, theo dõi sự biến thiên của các trạng thái của quá trình thực hiện chức năng trên là
các thiết bị cảm biến. Để hiểu rõ về cảm biến ta cần nắm được một số khái niệm và
định nghĩa sau
2.2. Các loại cảm biến
E3FA/E3RA/E3FB/E3RB:

E3JM

Cảm biến quang mới cho mọi ứng dụng

• Kích thước: 65x25x65 (mm)
• Ðầu nối dây dùng vít.
• Có kiểu đặt thời gian trễ
• Thế hệ mới tính năng phong phú nhất (tốt • Chống va đập tốt, chịu nước.
hơn và thay cho E3F2/3 nhưng giá thấp

Ðầu ra : 1 bộ tiếp điểm rơle 3A, 250

hơn) với 2 dòng: E3FA và E3RA (loại

VAC

đứng)

Khoảng cách phát hiện :

• Có cả model với tính năng đặc biệt như

* Phản xạ khuyếch tán : 70cm (E3JM-

dòng E3Z: phát hiện vật trong, vật bóng,

DS70M4(T))

vật màu sắc khác nhau.

* Thu phát : 10m (E3JM-10M4(T))

• Thân ngắn gọn; chùm sáng mạnh; đèn
LED chỉ thị sáng rõ, dễ quan sát.

* Phản xạ gương : 4m (phân cực)
(E3JM-R4M4(T))

• Thiết kế chắc chắn, dễ lắp đặt.

Nguồn cấp : 12-240 VDC± 10%; 24-

• Khả năng chống bụi, nước, chống nhiễu

240 VAC ±10%

điện từ vượt trội.

Chú ý : Loại có timer thêm "T" vào cuối
mã

Trang 6


E3JK New: Cảm biến quang cải tiến mới

• Khoảng cách phát hiện lên tới 40 m (loại thu – phát)
• Dải điện áp rộng 24~240 VDC / 24~240 VAC
• Đèn chỉ thị lớn, dễ nhìn từ xa ở các hướng khác nhau
• Núm chỉnh lớn dễ thao tác, được bọc cách điện an toàn
• Phím chọn chế độ Light-On / Dark-On
• Khả năng chống rung đặc biệt tốt
• Vết sáng của chùm tia nhìn rõ trên vật thể từ xa 2 m giúp dễ dàng khi lắp đặt
Cảm biến quang điện (Photoelectric Sensors)
Cảm biến tiệm cận (Proximity Sensors)
Các loại sensor khác

Loại thông dụng: E3Z

E3X-DA-S

Loại khuếch đại rời dùng cáp quang có chỉ
• KT: 40x12x21 (mm)
• Chọn kiểu đầu ra tác động theo
sáng/tối

thị số
(Optical Fiber / Amplifiers)
Loại chuẩn:
Trang 7


• Chức năng đèn báo hiệu sự ổn định;

E3X-DA11-S: (NPN) 30VDC, 100mA

điều chỉnh được độ nhạy

E3X-DA41-S: (PNP) 30VDC, 100mA
• Độ phân giải cao, chức năng cao cấp, có

Ðầu ra: NPN/ PNP

thể phát hiện màu

30VDC,100mA,Nguồn cấp :10-30

• Nhiều kiểu: loại chuẩn, loại có đầu ra kép,

VDC,30mA

loại phát hiện dấu nhỏ, loại có đầuvào điều

Khoảng cách phát hiện:

khiển + chức năng đếm

* Thu phát: 15m: E3Z-To1/6 (o=6:

• Nhiều kiểu đầu đo dùng cáp quang cho

NPN, o=8: PNP)

nhiều ứng dụng

* Phản xạ gương : 4m: E3Z-Ro1/6

• Có sẵn timer On-delay, Off-delay (1ms-

(o=6: NPN, o=8: PNP)

5s), báo ổn định

* Phản xạ khuyếch tán :

Nguồn: 10-30 VDC (có thể ghép chung

1m: E3Z-Do2/7 (o=6: NPN, o=8: PNP) nguồn nuôi nhiều sensor với đầu cắm loại
master)
100mm: E3Z-Do1/6 (o=6: NPN, o=8:

Khoảng cách phát hiện (tùy theo loại cáp

PNP)

quang sử dụng): 15-150mm với loại cáp
E32-DC200B

Các loại đặc biệt: E3X-DAG*/DAB* (digital) : có khả năng phát hiện màu,
chỉ thị số, phát hiện điểm nhỏ

Trang 8


E3X-ZD: Bộ khuếch đại cảm biến sợi quang
Bộ khuyếch đại cho cảm biến sợi quang kỹ thuật số loại mới với 1 giá trị hiển thịsố
, kết hợp hài hòa các tính năng khoảng cách phát hiện xa, chính xác và tốc độcao, t
ùy chọn được đơn giản hóa giúp bất cứ ai cũng có thể sử dụng được. Đặcbiệt giá th
ành rất hấp dẫn !
Loại dây dẫn: E3X-ZD11 (NPN),
E3X-ZD41 (PNP)
Loại giắc cắm: E3X-ZD6 (NPN),
E3X-ZD8 (PNP)

E3X-HD: Cảm biến sợi quang “thông minh”


Chức năng tự động bù sáng tiên tiến APC và DPC, dễ cài đặt với “Smarttuning”



Nhận biết tốt với mọi loại vật thể



Nút nhấn dễ thao tác



Hỗ trợ mạng Componet, EtherCat



Tiết kiệm 30% chi phí so với các loại tương đương khác.

Loại dây dẫn: E3X-HD11 (NPN), -HD41 (PNP)
Loại giắc cắm: E3X-HD6 (NPN), -HD8 (PNP)

Trang 9


Loại giắc cắm có cổng truyền thông: E3X-HD0

Cảm biến tiệm cận (Proximity Sensors)
E2E: Phát hiện vật kim loại

• Có đèn chỉ thị góc nhìn 180o; có bảo vệ dây dẫn
• Có loại DC 2 dây, 3 dây hoặc AC (2 dây)
Nguồn: 12-24VDC, 24-240VAC
Các model thông dụng & khoảng cách phát hiện:

Loại DC :
E2E-X2(M)E1: 2mm
E2E-X5(M)E1 : 5mm
E2E-X10(M)E1 : 10mm
Loại AC : E2E-X2Y1: 2mm E2E-X5Y1 : 5mm
E2E-X10Y1 : 10mm

Trang 10


E2A: Phát hiện vật kim loại

• Giá thấp nhất cho loại hình trụ vỏ kim loại

(series mới)

• Khoảng cách phát hiện xa (tới 30 mm)
• 4 kích cỡ đường kính M8, M12, M18, M30 và 2
kích cỡ chiều dài
• Có loại prewired và connector M8, M12
• 2 chất liệu vỏ (brass và stainless steel)
• Nguồn 12-24 DC
Model thông dụng:

E2B: Phát hiện vật kim loại
(series mới)

-E2A-M12KS04*: 4mm; E2A-M12KN08*: 8mm
• 372 models DC 3 dây (dây nối hoặc giắc cắm)
• 4 kích cỡ đường kính M8, M12, M18 và M30

• Khoảng cách phát hiện từ 2 mm tới 30 mm
• Cấp độ bảo vệ IP67, khả năng chống môi trường
có độ ẩm cao
• Đèn chỉ thị trạng thái 360o giúp nhìn rõ từ mọi
hướng trong môi trường thiếu sáng
• Giảm chi phí và thời gian bảo trì

TL: Phát hiện kim loại (giá

TL-N5/10/20: phát hiện kim loại trong khoảng

thấp)

5/10/20mm
TL-Q5MC: phát hiện kim loại trong khoảng 5mm

Loại điện dung (capacitive)
E2K-C: Phát hiện mọi vật thể • Có thể điều chỉnh độ nhạy
• Có thể phát hiện vật thể qua lớp cách ly (không
phải là kim loại); ví dụ: nước trong thùng nhựa,
ống thủy tinh...
Model thông dụng và loại đầu ra :
E2K-C25ME1 (NPN)
E2K-C25MF1 (PNP)
E2K-C25MY1(AC)

Trang 11


Kích thước (mm) & khoảng cách phát hiện :

D= 34 x 82 : 3-25mm
Nguồn :
10-40 VDC; 90-250 VAC
Các loại sensor khác
Cảm biến áp suất E8AA

E8AA-M05: 0-5kg/cm², Ðo áp suất khí, chất
E8AA-M10: 0-10kg/cm² lỏng với đầu ra analog
4-20mA

Cảm biến phát hiện bằng siêu

•

Khoảng cách phát hiện tới 6m, có thể điều

âm

chỉnh được, không bị ảnh hưởng bởi màu sắc,

E4PA-N

tính chất bề mặt vật thể
•

Chức năng chống nhiễu tương hỗ, bù sai số
nhiệt độ

•

Độ chính xác cao

•

Ðầu ra 4-20mA, 0-10 VDC

Cảm biến đo khoảng cách ZX1 - Cảm biến laser
CMOS tích hợp bộ khuếchđại (amplifier) trên mộ
t khối
- Độ phân giải 2 cm, phù hợp cho đa sốcác ứng
dụng đo khoảng cách
- Kết quả đo ổn định cho mọi loại vật thể
- 4 dải đo khoảng cách khác nhau ứng với4
model
- Khoảng cách đo tối đa lên đến 1m
- Giá thành kinh tế

Trang 12


CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN KHẢ TRÌNH
PLC S7_200
1. Khai quát về họ PLC S7-200 của Siemens
1.1. Giới thiệu về PLC
PLC được viết tắt từ cụm từ (Programmable Logic Control) nghĩa là điều khiển
logic khả trình. Đây là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các phép toán điều
khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thực hiện các phép toán
bằng các mạch số. Do đó PLC trở thành bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật
toán và đặc biệt dễ dàng trao đổi thộng tin với môi trường xung quanh ( với các loại
PLC khác hoặc với máy tính). Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt các

sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích ( ngõ vào ) tác động
vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định kỳ hay các sự kiện được
đếm.
Thông thường, một PLC được cấu tạo bởi 7 module phần cứng sau: Module
nguồn, module đơn vị xử lý trung tâm, module bộ nhớ chương trình và dự liệu,
module đầu vào, module đầu ra, modul phối ghép, module chức năng.

Panel lập
Bộ nhớ
Khối ngõ vào
Hình 2.1: Các Modul của một PLC.
trình,
chương
1.2. Cấu trúc, nguyên
của PLC S7-200, CPU 224 Quản
vận lý hoạt động
trình
Đơn vị
lý
hành,
xử lý
a. Cấu trúc
Bộ
nhớ
giám sát.
việc
trung
dữ
liệu
 Một bộ PLC gồm 5 thành phần chính

phối
tâm
- Khối nhận (Modul Input) tập trung bên trong các cổng dùngghép
để kết nối với các
Nguồn
Khối ngõ vào
thiết bị nhập.
- Khối xuất (Modul Output) tập trung bên trong các cổng dùng để kết nối với các
thiết bị xuất.
- Khối xử lý (CPU) có công dụng xử lý chương trình cài đặt trên PLC.
- Khối bộ nhớ (Memory) lưu trữ chương trình và dữ liệu, bao gồm:

Trang 13


- Bộ nhớ chương trình (Program Memory) dùng để chứa chương trình cài đặt trên
PLC.
- Bộ nhớ dữ liệu (Data Memory) dùng để cung cấp các vùng nhớ trống có tác dụng
hỗ trợ cho chương trình vận hành (User Memory).
Khối nguồn ( Power Supply ) có công dụng cung cấp nguồn cho hệ
thống.

Hình 2.2: Cấu trúc của PLC.
 Đối với loại CPU 224 DC/DC/DC
-

Điện áp cấp cho nguồn: 24VDC.

-

Ngõ vào tích cực mức cao: 24VDC.

-

Ngõ ra tích cực mức cao: 24VDC.

Hình 2.3: Sơ đồ khối của CPU224DC
b. Nguyên lý hoạt động
 Đơn vị xử lý trung tâm
CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra
chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong
Trang 14


chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các
thiết bị liên kết để thực thi và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào
chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ.
 Hệ thống bus
Hệ thống bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín
hiệu song song:
- Address Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau.
- Data Bus: Bus dùng truyền dữ liệu.
- Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thì và điều khiển
đồng bộ các hoạt động trong PLC.
Trong PLC các số liệu được trao đổi giữa bộ xử lý và các modul vào ra thông
qua Data Bus. Address Bus và Data Bus gồm 8 đường, ở cùng thời điểm cho phép
truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song.
 Bộ nhớ
PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp
- Làm bộ định thì cho các kênh trạng thái IN/OUT

- Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi các
Relay
 Các ngõ vào ra I/O
Các đường tín hiệu từ các cảm biến được nối vào các modul (các đầu vào của
PLC), các cơ cấu chấp hành được nối nối với các modul ra (các đầu ra của PLC).
Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là
12/24VDC hoặc 100/240VAC.
Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ
Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I/O
được cung cấp bởi các đèn LED trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra họat động
nhập xuất trở nên dể dàng và đơn giản.
1.3. Thực hiện chương trình
PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét
( scan ). Mỗi vòng quét bắt đầu bằng việc đọc các dữ liệu từ các cổng vào vùng đệm,
tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình
được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc END. Sau giai đoạn
thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi. Vòng quét
được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm tới các cổng ra.

Trang 15


Lặp lại chu kỳ quét
4. Chuyển dữ liệu từ bộ đệm
ra ngoại vi.
2. Tìm hiểu tập lệnh PLC S7-200 của Siemens
3. Truyền
2.1. Các lệnh
cơ bản thông và tự kiểm tra
lỗi.

a. Lệnh vào / ra

Nhập dữ liệu từ
ngoài vào
2. Thực hiện chương
trình

- Lệnh Load (LD)

Lệnh LD nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn xếp,
các giá trị còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bit.
Toán hạng gồm: I, O, M, SM, V, C, T.
Tiếp điểm thường mở sẽ đóng khi ngõ vào PLC có địa chỉ là 1.
Dạng LAD

Dạng STL

LD I0.0 = Q0.0

- Lệnh Load Not (LDN)

Lệnh LDN nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bit đầu tiên của ngăn
xếp, các giá trị còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bit.
Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi ngõ vào PLC có địa chỉ là 1
Dạng LAD

Dạng STL
LDN I0.0 = Q0.0

Trang 16

Hình 2.4: Mô tả lệnh LD và LDN

Trang 17


Các dạng khác nhau của lệnh LD, LDN
STL
LD n
LDN
n
LDI n
LDNI
n

LAD

Mô tả

Toán hạng

n

Tiếp điểm thường mở sẽ đóng khi

n: I, Q, M,

┤├
n

n=1
Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi

SM, (bit) T,

┤/├
n

n=1
Tiếp điểm thường mở sẽ đóng tức

┤I├
n

thời khi n = 1
Tiếp điểm thường đóng sẽ mở tức

┤/I├

C

n:1

thời khi n = 1

- OUTPUT (=)

Lệnh sao chép nội dung của bit đầu tiên trong ngăn xếp vào bit được chỉ định
trong lệnh. Nội dung ngăn xếp không bị thay đổi.

LAD
n
─( )
n

Mô tả
Cuộn dây đầu ra ở trạng thái kích
thích khi có dòng điều khiển đi qua
Cuộn dây đầu ra được kích thích tức

Toán hạng
n: I, Q, M,
SM, T, C
(bit)
n: Q (bit)

─( I )
thời khi có dòng điều khiển đi qua
b. Các lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm
- Lệnh SET ( S ) và RESET ( R )

Hai lệnh này dùng để đóng và ngắt các điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong
LAD, logic điều khiển dòng điện đóng hay ngắt các cuộn dây đầu ra. Khi dòng điều
khiển đến các cuộn dây thì các cuôn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm. Trong STL, lệnh
truyền trạng thái bit đầu tiên của ngăn xếp đến các điểm thiết kế. Nếu bit này có giá trị
bằng 1, các lệnh S hoặc R sẽ đóng ngắt tiếp điểm hoặc một dãy các tiếp điểm (giới hạn
từ 1 đến 255). Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi bởi các lệnh này.
VD: Khi tiếp điểm I0.0 đóng lệnh Set hoặc Reset sẽ đóng (ngắt) một mảng gồm n
(5) tiếp điểm kể từ Q0.0.

Trang 18


Mô tả lệnh S (Set) và R (Reset) :
STL
S S-bit n

LAD
S bit n
──( S )

Mô tả
Đóng một mảng gồm n

các tiếp điểm kể từ địa chỉ S- M, SM, T,
bit

R S-bit n

C,V(bit)
Ngắt một mảng gồm n các

S bit n
──( R )

tiếp điểm kể từ S-bit. Nếu Sbit lại chỉ vào Timer hoặc
Counter thì lệnh sẽ xoá bit
đầu ra của Timer/Counter đó.

SI S-bit n

S bit n
──( SI )

RI S-bit n

Toán hạng
S-bit: I, Q,

Đóng tức thời một mảng
gồm n các tiếp điểm kể từ địa

n (byte): IB,
QB, MB, SMB,
VB, AC
S-bit: Q (bit)
n(byte): IB,

chỉ S-bit
QB, MB, SMB,
S bit n
Ngắt tức thời một mảng
VB, AC
──( RI ) gồm n các tiếp điểm kể từ địa
chỉ S-bit

c. Các lệnh logic đại số Boolean
Các lệnh tiếp điểm đại số Boolean cho phép tạo lập 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 hay các tiếp điểm thường mở. Trong STL có

thể sử dụng lệnh A (And) và O (Or) cho các hàm hở hoặc các lệnh AN (And Not), ON
(Or Not) cho các hàm kín. Giá trị của ngăn xếp thay đổi phụ thuộc vào từng lệnh.
- AND (A)

Dạng LAD

Dạng STL
LD I0.0
A I0.1=

Q0.0

- AND NOT (AN)

Tín hiệu ra sẽ là nghịch đảo của tín hiệu vào
Dạng LAD

Dạng STL
Trang 19


LD I0.0
AN I0.1=

Q0.0

- OR (O)

Tín hiệu ra sẽ bằng 1 khi ít nhất có một tín hiệu vào bằng 1.
Dạng LAD

Dạng STL
LD I0.0
O I0.1
=
Q0.0

- OR NOT (ON)

Dạng LAD

Dạng STL
LD I0.0
O I0.1
=
Q0.0

d. Các lệnh về tiếp điểm đặc biệt
- Tiếp điểm nào tác động cạnh xuống, tác động cạnh lên

Có thể dùng các lệnh tiếp điểm đặc biệt để phát hiện sự chuyển tiếp trạng thái
của xung (sườn xung) và đảo lại trạng thái của dòng cung cấp (giá trị đỉnh của ngăn
xếp). LAD sử dụng các tiếp điểm đặc biệt này để tác động vào dòng cung cấp. Các tiếp
điểm đặc biệt này không có toán hạng riêng của chúng vì thế phải đặt chúng phía trước
cuộn dây hoặc hộp đầu ra. Tiếp điểm chuyển tiếp dương/âm (các lệnh trước và sườn
sau) có nhu cầu về bộ nhớ, bởi vậy đối với CPU 224 có thể sử dụng nhiều nhất là 256
lệnh
Dạng LAD

Dạng STL

Trang 20


LD I0.0
EU= Q0.0
LD I0.0
ED= Q0.1
LD I0.0
NOT= Q0.2

Biểu đồ thời gian

Hình 2.5: Giản đồ thời gian các tiếp điểm đặc biệt
- Tiếp điểm trong vùng nhớ đặc biệt
- SM0.0: Vòng quét đầu tiên thì mở nhưng từ vòng quét thứ 2 trở đi thì đóng.
- SM0.1: Ngược lại với SM0.0, vòng quét đầu tiên tiếp điểm này đóng, kể từ vòng

quét thứ 2 thì mở ra và giữ nguyên trong suốt quá trình hoạt động.
- SM0.4: Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kì là 1 phút.
- SM0.5: Tiếp điểm tạo xung với nhịp xung với chu kì là 1 giây.
e. Các lệnh thời gian (Timer)
 Các lệnh điều khiển thời gian Timer
Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều khiển
vẫn thường gọi là khâu trễ. Nếu kí hiệu tín hiệu (logic) vào là x(t) và thời gian trễ tạo
ra bằng Timer là τ thì tín hiệu đầu ra của Timer đó sẽ là x (t – τ) S7-200 có 64 bộ
Timer (với CPU 212) hoặc 128 Timer (với CPU 214) được chia làm 2 loại khác nhau:
- Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (On-Delay Timer), kí hiệu là TON.
- Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), kí hiệu TONR.
- Hai kiểu Timer của S7-200 (TON và TONR) phân biệt với nhau ở phản ứng của

nó đối với trạng thái ngõ vào.
Trang 21


Cả hai Timer kiểu TON và TONR cùng bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ
thời điểm có sườn lên ở tín hiệu đầu vào, tức là khi tín hiệu đầu vào chuyển trạng thái
logic từ 0 lên 1, được gọi là thời điểm Timer được kích, và không tính khoảng thời
gian khi đầu vào có giá trị logic 0 vào thời gian trễ tín hiệu đặt trước.
Khi đầu vào có giá trị logic bằng 0, TON tự động Reset còn TONR thì không.
Timer TON được dùng để tạo thời gian trễ trong một khoảng thời gian (miền liên
thông), còn với TONR thời gian trễ sẽ được tạo ra trong nhiều khoảng thời gian khác
nhau.
Timer TON và TONR bao gồm 3 loại với 3 độ phân giải khác nhau, độ phân giải
1ms, 10ms và 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 có độ phân giải 10ms và giá trị
đặt trước 50 thì thời gian trễ là 500ms.
 Cú pháp khai báo sử dụng Timer như sau
LAD

Mô tả

Toán hạng

Khai báo Timer số hiệu xx kiểu Txx (Word)
TON để tạo thời gian trễ tính từ CPU 214: 32-63, 96khi đầu vào IN được kích. Nếu 127.
như giá trị đếm tức thời lớn hơn PT: VW, T, (Word)
hoặc bằng giá trị đặt trước PT thì

C, IW, QW, MW,

T-bit có giá trị logic bằng1. Có SMW, C, hằng số.
thể Reset Timer kiểu TON bằng
lệnh R hoặc bằng giá trị logic 0
tại đầu vào IN.
Khai báo Timer số hiệu xx kiểu Txx (Word)
TONR để tạo thời gian trễ tính từ CPU 214: 0-31,64-95
khi đầu vào IN được kích. Nếu PT: VW, TR, (Word)
như giá trị đếm tức thời lớn hơn C, IW, QW, MW,
hoặc bằng giá trị đặt trước PT thì SMW,

AC,

AIW,

T-bit có giá trị logic bằng1. Chỉ hằng số.
có thể Reset Timer kiểu TONR
bằng lệnh R cho T-bit.
Khi sử dụng Timer TONR, giá trị đếm 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 T-bit không được
Trang 22


nhớ mà hoàn toàn phụ thuộc vào số kết quả so sánh giữa giá trị đếm tức thời và giá trị
đặt trước.
Khi Reset một Timer, T-word và T-bit của nó đồng thời được xóa và có giá trị
bằng 0, như vậy giá trị đếm tức thời được đặt về 0 và tín hiệu đầu ra cũng có trạng thái
logic 0.
- Timer kiểu TON

LAD

STL

FBD

LD I0.0
TON T33, 50

-

Timer kiểu TONR
LAD

STL
LD I0.0
TONR T33, 10

Hình 2.6: Giản đồ thời gian Timer của TON

Trang 23

FBD


Hình 2.7: Giản đồ thời gian Timer của TONR
f. Các lệnh đếm – Counter
Counter là bộ đếm thực chức năng đếm sườn xung, trong S7-200 các bộ đếm
được chia làm 2 loại: bộ đếm tiến (CTU) và bộ đếm tiến/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 xung đếm được ghi vào thanh ghi 2
byte của bộ đếm, gọi là thanh ghi C- word.
Nội dung của thanh ghi C- word, gọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm, luôn
được so sánh với giá trị đặt trước của bộ đếm, được kí hiệu PV. Khi giá trị đếm tức
thời bằng hoặc lớn hơn giá trị đặt trước này thì bộ đếm báo ra ngoài bằng cách đặt giá
trị logic 1 vào 1 bit đặc biệt của nó gọi là C-bit. Trường hợp giá trị đếm tức thời nhỏ
hơn giá trị đặt trước thì C-bit có giá trị logic là 0.
Khác với các bộ Timer, các bộ đếm CTU và CTUD 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 kí hiệu bằng chữ cái R trong LAD, hay được qui định là trạng thái logic của bit
đầu tiên của ngăn xếp trong STL. Bộ đếm được Reset khi tín hiệu xóa này có mức
logic là 1 hoặc khi lệnh R (Reset) được thực hiện với C-bit. Bộ đếm được Reset cả Cword, C-bit đều nhận giá trị 0.
Bảng lệnh đếm lên, đếm xuống :
LAD

Mô tả

Trang 24

Toán hạng


Khai báo bộ đếm tiến theo sườn lên Cxx: (Word)
của CU. Khi giá trị đếm tức thời C- CPU 214 : 0-47,
word, Cxx lớn hơn hoặc bằng giá trị 80-127
đặt trước PV, C-bit (Cxx) có giá trị Pv(Word):

VW,

logic bằng 1. Bộ đếm ngừng đếm T, C, IW, QW,

khi C-word Cxx đạt được giá trị cực MW, SMW, AC,
đại.

AIW,

Khai báo bộ đếm tiến/lùi, đếm tiến
theo sườn lên của CU, đếm lùi theo
sườn lên của CD. Khi giá trị đếm
tức thời của C-word Cxx lớn hơn
hoặc bằng giá trị đặt trước PV, C-bit

hằng

*VD, *AC
Cxx: (Word)
CPU 214 : 48-79
PV (Word) : VW,
T, C, IW, QW,
MW, SMW, hằng
số, *VD, *AC

(Cxx) có giá trị logic bằng 1. Bộ
đếm ngừng đếm tiến khi C-word
Cxx đạt được giá trị cực đại 32.767
và ngừng đếm lùi khi C-word Cxx
đạt được giá trị cực đại -32.768.
CTUD Reset khi đầu vào R có giá
trị logic bằng 1.
-

Sử dụng bộ đếm CTU
LAD

STL
LD I0.0
LD I0.1
CTU C40, +5

Giản đồ thời gian:

Trang 25

số,