Bài giảng điều khiển lập trình bùi thúc minh

ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KHAI THÁC TS
BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

BÀI GIẢNG

ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
(Lưu hành nội bộ)

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

Nha Trang 2011


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

MỤC LỤC
Chương 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH .......................................3
1.

Khái niệm PLC................................................................................................3

2.

Vai trò của PLC ..............................................................................................3

3.

Ưu điểm của PLC............................................................................................3

4.

Ứng dụng của PLC..........................................................................................4

Chương 2 CẤU TRÚC VÀ PHƯƠNG PHÁP HOẠT ĐỘNG CỦA PLC ...............6
1.

Cấu trúc của một PLC ....................................................................................6

2.

Các ngõ vào, ra và sơ đồ nối dây ....................................................................7

3.

Xử lý chương trình..........................................................................................9

4.

Các phương pháp lập trình (LAD, STL, FBD)..............................................9

Chương 3 CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN CỦA PLC...........................................11
1.

Các lệnh logic đại số (BOOLEAN) ...............................................................11

2.

Chức năng nhớ RS ........................................................................................14

3.

Các lệnh điều khiển Timer ...........................................................................15

4.

Các lệnh điều khiển Counter ........................................................................21

5.

Các ví dụ........................................................................................................24

Chương 4 CÁC PHÉP TOÁN SỐ CủA PLC..........................................................27
1.

Chức năng so sánh ........................................................................................27

2.

Chức năng dịch chuyển.................................................................................31

3.

Chức năng toán học (cộng, trừ, nhân, chia).................................................37

4.

Các lệnh tiếp điểm đặc biệt...........................................................................41
Các lệnh tiếp điểm đặc biệt được biểu diễn như sau trong LAD ...................41

CHƯƠNG 5 TRUYỀN THÔNG GIỮA MÁY TÍNH VÀ PLC .............................42

1. Các chuẩn giao tiếp .........................................................................................42
2. Kiểu truyền thông Freeport trong PLC S7-200.............................................44
Tài liệu tham khảo ...................................................................................................49

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

2


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

Bài giảng PLC
Yêu cầu – mục đích:
- Yêu cầu:
o Học viên phải hiểu về các mạch điều khiển có tiếp điểm.
o Trình độ cơ bản về máy tính.
- Mục đích: sau khi học xong môn học này học viên:
o Hiểu biết các kiến thức cơ bản về điều khiển lập trình, cấu tạo phần
cứng, phần mềm của hệ điều khiển lập trình.
o Phân tích, thiết kế, viết chương trình sử dụng PLC.

Chương 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH
1. Khái niệm PLC
PLC (viết tắt của Programmable Logic Control) là thiết bị điều khiển Logic lập
trình (hay khả trình), cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển Logic
thông qua 1 ngôn ngữ lập trình.

2. Vai trò của PLC
Trong một hệ thống tự động, nói chung PLC đuợc ví như là con tim của hệ
thống điều khiển. Với chương trình ứng dụng điều khiển (được lưu trữ trong bộ nhớ

PLC) trong việc thực thi, PLC thường xuyên giám sát tình trạng hệ thống qua tính
hiệu phản hồi của thiết bị đầu vào. Sau đó sẽ dựa vào sự hợp lý của chương trình để
xác định tiến trình hoạt động được thực hiện ở những thiết bị xuất cần thiết.
PLC có thể được sử dụng điều khiển những nhiệm vụ đơn giản có tính lặp đi
lặp lại hoặc một vài nhiệm vụ có thể được liên kết cùng nhau với thiết bị điều khiển
chủ hoặc máy tính chủ khác qua một loại mạng giao tiếp để tích hợp điều khiển của
một quá trình phức tạp.
3. Ưu điểm của PLC
Những bất lợi của bảng điều khiển cổ điển
 Có quá nhiều dây trong bảng điều khiển
 Sự thay đổi hoàn toàn khó khăn
 Việc sửa chữa vô cùng phiền phức vì bạn phải cần đến nhà kỹ thuật giỏi
Biên soạn: Bùi Thúc Minh

3


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
 Tiêu thụ điện năng lớn khi cuộc dây của rờ – le tiêu thụ điện
 Thời gian dừng máy là quá dài khi sự cố xảy ra, vì phải mất một thời gian dài
để sửa chữa bảng điều khiển
 Nó gây ra thời gian dừng máy lâu hơn khi bảo trì và điều chỉnh khi các bản vẽ
không còn nguyên vẹn qua thời gian nhiều năm.
Điều khiển khả lập trình và những thuận lợi của nó
Với sự xuất hiện của bộ điều khiển khả lập trình, những quan điểm và thiết kế điều
khiển tiến bộ to lớn. Có nhiều ích lợi trong việc sử dụng bộ điều khiển lập trình.
Cùng với sự phát triển của phần cứng và phần mềm, PLC ngày càng tăng được các
tính năng cũng như lợi ích của PLC trong hoạt động công nghiệp.
 Hệ thống dây giảm đến 80% so với hệ thống điều khiển rờ – le.
 Điện năng tiêu thụ giảm đáng kể vì PLC tiêu thụ ít điện năng.

 Chức năng tự chẩn đoán của PLC cho phép sửa chữa dễ dàng và nhanh chóng
nhờ tính năng giám sát giữa người và máy (HMI).
 Kích thước của PLC hiện nay được thu nhỏ lại để bộ nhớ và số lượng I/O càng
nhiều hơn, các ứng dụng của PLC càng mạnh hơn giúp người sử dụng giải quyết
được nhiều vấn đề phức tạp trong điều khiển hệ thống.
 Chỉ cần lắp đặt một lần (đối với sơ đồ hệ thống, các đường nối dây, các tín hiệu
ở ngõ vào/ra …), mà không phải thay đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được
sự tốn kém khi phải thay đổi lắp đặt khi đổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống
điều khiển Relay), khả năng chuyển đổi hệ điều khiển cao hơn (như giao tiếp giữa
các PLC để truyền dữ liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống được điều khiển linh hoạt
hơn.
 Độ tin cậy cao vì PLC được thiết kế đặc biệt để hoạt động trong môi trường
công nghiệp. Một PLC có thể được lắp đặt ở những nơi có độ nhiễu điện cao
(Electrical Noise), vùng có từ truờng mạnh, có các chấn động cơ khí, nhiệt độ và
độ ẩm môi trường cao …
 Khả năng quyền lực mà PLC thực hiện được đó là sự phối hợp giữa các thiết
điều khiển, giám sát và truyền thông tạo ra một mạng sản xuất toàn cầu: giám sát,
điều khiển và thu thập dữ liệu (SCADA).
4. Ứng dụng của PLC
Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả trong
công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản,
chỉ có chức năng đóng/mở (ON/OFF) thông thường đến các úng dụng cho các lĩnh vực
phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất.
Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện nay bao gồm :











Phân tích vật liệu
Hệ thống chuyền tải
Máy đóng gói
Điều khiển robot gắp và xếp hàng
Điều khiển bơm
Hồ bơi
Xử lý nước
Thiết bị xử lý hoá chất
Công nghiệp giấy và bột giấy

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

4


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1



































Sản xuất thủy tinh
Công nghiệp đúc bê tông
Sản xuất xi măng
Công nghiệp in ấn
Xử lý thực phẩm
Máy công cụ

Công nghiệp thuốc lá
Máy CNC
Máy sản xuất vật liệu bán dẫn
Thiết bị sản xuất đường
Thiết bị sản xuất dầu cọ
Ngành năng lượng
Điều khiển máy lạnh
Thiết bị sản xuất ra tivi
Trạm điện
Điều khiển chế độ xử lý
Sản xuất thiết bị điện
Sản xuất xăng
Hệ thống điều khiển giao thông
Hệ thống điều khiển ga xe lửa
Công nghiệp sản xuất nhựa
Công nghiệp sản xuất cơ khí
Sản xuất xe hơi
Nhà máy sản xuất sắt, thép
Tòa nhà tự động
Sản xuất vỏ xe
Sản xuất vi mạch
Thiết bị gia công cống rảnh
Hệ thống điều khiển tin cậy
Hệ thống điều khiển nâng chuyển
Hệ thống điều khiển máy phát điện
Máy rút tiền tự động
Điều khiển khu vui chơi…

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

5


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

Chương 2 CẤU TRÚC VÀ PHƯƠNG PHÁP HOẠT ĐỘNG CỦA PLC
1. Cấu trúc của một PLC
Cấu trúc phần cứng của PLC gồm các khối như hình:

Cấu trúc phần cứng của PLC

Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit ): là một vi xử lý định hướng hoạt
động của PLC. Nó thực hiện các lệnh trong chương trình, xử lý tín hiệu xuất nhập và
liên lạc với các thiết bị ngoại vi.
Bộ nhớ: có nhiều loại bộ nhớ. Đó là vùng chứa hệ điều hành và vùng bộ nhớ
của người sử dụng. Hệ điều hành thực tế là một phần mềm hệ thống điều hành PLC.
Chương trình dạng Ladder, các giá trị của bộ định thì, bộ đếm được lưu trong vùng
nhớ của người sử dụng. Phụ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng, có thể chọn các loại
bộ nhớ khác nhau.
- ROM (Read Only Memory): là bộ nhớ không thể can thiệp vào được và chỉ
nạp được 1 lần. Không phù hợp cho người sử dụng. Nó ít phổ biến so với các loại bộ
nhớ khác.
- RAM (Random Access Memory): thường được dùng để lưu trữ chương trình
và dữ liệu của người sử dụng. Data chứa trong RAM sẽ bị xoá mất khi mất nguồn điện
cung cấp. Vấn đề có thể khắc phục bằng cách dùng Pin dự trữ.
- EPROM (Erasable Programable Read Only Memory): Lưu trữ data bền vững
như ROM, không đòi hỏi nguồn pin dự phòng. Tuy nhiên, data có thể bị xóa bằng tia
cực tím. Để lập trình cho EPROM lại đòi hỏi người lập trình.
- EEPROM ( Electrically Erasable Programable Read Only Memory): Kết hợp tính
linh hoạt của RAM và tính ổn định của ROM. Nội dung chứa trong EEPROM có thể

xóa hoặc lập trình lại bằng nguồn điện. Tuy nhiên số lần thực hiện nạp, xóa bị giới
hạn.

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

6


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
2. Các ngõ vào, ra và sơ đồ nối dây
Các ngõ vào, ra của PLC
PLC được nhiều hãng chế tạo, và mỗi hãng có nhiều họ khác nhau, và có nhiều
phiên bản (version) trong mỗi họ, chúng khác nhau về tính năng và giá thành, phù hợp
với mức độ bài toán đơn giản hay phức tạp. Ngoài ra còn có các bộ ghép nối mở rộng
cho phép liên kết nhiều bộ PLC nhỏ (thành mạng PLC) để thực hiện các chức năng
phức tạp, hay giao tiếp với máy tính để tạo thành một mạng tích hợp, thực hiện việc
theo dõi, kiểm tra, điều khiển một quá trình công nghệ phức tạp hay toàn bộ một phân
xưởng sản xuất. Mặc dù vậy, một hệ thống điều khiển dùng bất kỳ loại PLC nào cũng
đều có cấu trúc như hình.

Cấu trúc chung hệ thống điều khiển dùng PLC
Trong đó:
● Ngõ vào dạng số : gồm hai trạng thái ON và OFF. Khi ở trạng thái ON thì ngõ
vào số được coi như ở mức logic 1 hay mức logic cao. Khi ở trạng thái OFF thì ngõ
vào số có thể được coi như ở mức logic 0 hay mức logic thấp.
● Ngõ vào tương tự : tín hiệu vào là tín hiệu tương tự, thường ngõ vào tương tự
có tầm 0–20 mA, 4 – 20 mA hay 0 – 10VDC.
● Ngõ ra số: gồm 2 trạng thái ON và OFF. Các ngõ ra này thường được nối ra để
điều khiển các van solenoid, cuộn dây contactor, đèn hiệu.
● Ngõ ra tương tư: tín hiệu ra là tín hiệu tương tự, thường có tầm từ 0–10 VDC.

● Thiết bị đầu vào: gồm các thiết bị tạo ra tín hiệu điều khiển, thường là nút
nhấn, cảm biến…
* Cảm biến: là thiết bị nhằm biến đổi một trạng thái vật lý thành tín hiệu điện để
PLC sử dụng. Cảm biến được nối với ngõ vào của PLC. Một ví dụ là sử dụng nút nhấn
nối với đầu vào của PLC, một tín hiệu điện được gửi tới PLC chỉ ra trạng thái
(đóng/mở) của tiếp điểm nút nhấn.
● Thiết bị chấp hành (Actuator) : là thiết bị biến đổi tín hiệu điện từ PLC thành
một tác động vật lý. Actuator được nối với ngõ ra của PLC. Một ví dụ của actuator là
sử dụng một Soft Starter (bộ khởi động mềm) được nối ở đầu ra PLC, tùy thuộc vào
tín hiệu ngõ ra PLC mà bộ Soft Starter sẽ khởi động hay dừng động cơ.
Biên soạn: Bùi Thúc Minh

7


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

Các dạng tín hiệu ngõ vào của PLC
● Chương trình điều khiển: một chương trình bao gồm một hay nhiều lệnh nhằm

thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Việc lập trình cho PLC chỉ đơn giản là xây dựng một
tập hợp các lệnh.
Sơ đồ nối dây của CPU 212

Sơ đồ nối dây của PLC S7-200, CPU 212
Với cách nối dây như sơ đồ đã thể hiện, khi một công tắc (hay nút nhấn) ở ngõ
vào nào đó được tác động, ngõ vào đó sẽ ở trạng thái logic là 1 (trạng thái ON). Nếu
công tắc bị ngắt (hay không nhấn nút nữa), ngõ vào tương ứng sẽ ở trạng thái logic là
0 (trạng thái OFF). Nguyên tắc chung là khi có điện áp trong khoảng quy định trước
(thông thường là 15–30 VDC) so với điểm chuẩn điện áp (các ngõ vào ký hiệu là

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

8


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
COM) đặt vào một ngõ vào nào đó thì ngõ vào đó ở trạng thái 1, nếu không có điện áp
đủ lớn so với điểm chuẩn điện áp đặt vào ngõ vào thì ngõ vào đó ở trạng thái 0.
Các CPU 216 và CPU 226 cũng được nối dây tương tự với CPU 212.
3. Xử lý chương trình
Chương trình của các PLC thường có cấu trúc, gồm có chương trình chính
(main program), các chương trình con (subroutine) và chương trình ngắt (interrupt).
Nhờ đó cấu trúc của chương trình trở nên dễ đọc và rõ ràng hơn.
Chương trình PLC được thực thi theo các chu kỳ quét liên tục. Chương trình
PLC thực thi là một phần của một quá trình lặp lại: chu kỳ quét. Chu kỳ quét của PLC
bắt đầu với việc CPU đọc trạng thái của các ngõ vào. Chương trình ứng dụng được
thực hiện sử dụng trạng thái của các đầu vào này. Khi chương trình này thực hiện xong
thì CPU sẽ bắt đầu quá trình tự chẩn đoán và các tác vụ giao tiếp. Chu kỳ quét kết thúc
bởi việc cập nhật các ngõ ra, sau đó lại lặp lại từ đầu. Thời gian thực hiện chu kỳ quét
phụ thuộc vào kích thước của chương trình, số lượng các ngõ vào/ra cần được giám sát
của PLC và vào số lượng yêu cầu giao tiếp.

Chu kỳ (vòng) quét của PLC
4. Các phương pháp lập trình (LAD, STL, FBD)
Để lập trình cho PLC, mỗi hãng đều viết phần mềm riêng lẻ, nhưng phương
pháp lập trình thì giống nhau. Mỗi ngôn ngữ PLC có thể viết ở 3 dạng:
- Dạng ladder - Ladder Diagram (LAD): đây là phương pháp dùng đồ thị để
biễu diễn các ký hiệu logic của relay, contactor. Phương pháp này rất tiện lợi ở chỗ là
nó rất gần với sơ đồ nguyên lý mà ta thường vẽ.
+ Tiếp điểm: Là biểu tượng (Symbol) mô tả các tiếp điểm của rơ le

Tiếp điểm thường mở
Tiếp điểm thương đóng
+ Cuộn dây (coil): Là biểu tượng   mô tả rơle được mắc theo chiều
dòng điện cung cấp cho rơle.
+ Hộp (Box): Là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dòng
điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là các bộ
Biên soạn: Bùi Thúc Minh

9


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
thời gian (Timer), bộ đếm (counter) và các hàm toán học. Cuộn dây và các hộp
phải mắc đúng chiều dòng điện
- Dạng chuỗi lệnh – Statement list (STL): dùng ngôn ngữ gợi nhớ để mô tả các
phép logic và qua đó biểu diễn chức năng điều khiển, dạng chương trình này tương tự
như chương trình cho vi xử lý.
- Dạng FBD: đây là phương pháp dùng các khối hàm để mô tả các khối chức
năng để thực hiện một phép toán logic nào đó như AND, OR, EX-OR hoặc chức năng
của bộ đếm, bộ định thì. Dạng chương trình này tương tự như các sơ đồ trong kỹ thuật
số.
Vi dụ
Chương trình khởi động động cơ
- Dạng LAD

-

Dạng STL

-

Dạng FBD

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

10


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

Chương 3 CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN CỦA PLC
1. Các lệnh logic đại số (BOOLEAN)
Các lệnh tiếp điểm đại số Boolean cho phép tạo lập được các mạch logic (không
có nhớ). Trong LAD các lệnh này được biểu diễn thông qua cấu trúc mạch, mắc nối
tiếp hay song song các tiếp điểm thường đóng và các tiếp điểm thường mở. STL có thể
sử dụng các lệnh A (And) và O (Or) cho các hàm 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.
Lệnh

Mô tả

Toán hạng

O n
A n

Lệnh thực hiện toán tử ^ (A) và V
n: I, Q, M, SM, T, C,
(O) giữa giá trị logic của tiếp điểm n V

và giá trị bít đầu tiên trong ngằn xếp.
(bit)
Kết quả được ghi lại bít đầu trong
ngăn xếp.

AN n
ON n

Lệnh thực hiện toán tử ^ (A) và V
(O) giữa giá trị logic nghịch đảo của
tiếp điểm n và giá trị bít đầu tiên
trong ngằn xếp. Kết quả được ghi lại
bít đầu trong ngăn xếp.

AI n
OI n

Lệnh thực hiện tức thời toán tử ^
(A) và V (O) giữa giá trị logic của
tiếp điểm n và giá trị bít đầu tiên
trong ngằn xếp. Kết quả được ghi lại
bít đầu trong ngăn xếp.

ANI n
ONI n

Lệnh thực hiện tức thời toán tử ^
(A) và V (O) giữa giá trị logic
nghịch đảo của tiếp điểm n và giá trị
bít đầu tiên trong ngằn xếp. Kết quả

được ghi lại bít đầu trong ngăn xếp.

n: 1
(bit)

Ngoài những lệnh làm việc trực tiếp với tiếp điểm, S7-200 còn có 5 lệnh đặc biệt
biểu diễn các phép tính của đại số Boolean cho các bit trong ngăn xếp, được gọi là các
lệnh stack logic. Đó là các lệnh ALD (And load), OLD (Or load), LPS (Logic push),
LRD (Logic read) và LPP (Logic pop). Lệnh stack logic được dùng để tổ hợp, sao
chụp hoặc xóa các mệnh đề logic. LAD không có bộ đếm dành cho lệnh stack logic.
STL sử dụng các lệnh stack logic để thực hiện phương trình tổng thể có nhiều biểu
thức con.
Bảng sao tóm tắt cú pháp gọi các lệnh stack logic trong STL
Lệnh

Mô tả

ALD

Lệnh tổ hợp giá trị của bít đầu tiên và thứ hai

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

11

Toán hạng
Không có


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

của ngăn xếp bằng phép tính logic. Kết quả ghi
lại vào bít đầu tiên. Giá trị còn lại của ngăn xếp
được kéo lên một bít.
OLD

Lệnh tổ hợp giá trị của bít đầu tiên và thứ hai
của ngăn xếp bằng phép tính logic V. Kết quả ghi
lại vào bít đầu . Giá trị còn lại của ngăn xếp được
kéo lên một bít.

Không có

LPS

Lệnh logic Push (LPS) sao chụp giá trị của bít
đầu tiên vào bít thứ hai trong ngăn xếp. Giá trị
còn lại bị đẩy xuống một bít. Bít cuối cùng bị đẩy
ra khỏi ngăn xếp.

Không có

LRD

Lệnh sao chép giá trị của bít thứ hai vào bít
đầu tiên trong ngăn xếp. Các giá trị còn lại của
ngăn xếp giữ nguyên vị trí.

Không có

LPP

Lệnh kéo ngăn xếp lên một bít. Giá trị của bít
sau được chuyển cho bít trước.

Không có

AND (A)
OR (O)
Lệnh A và O phối hợp giá trị logic của một tiếp điểm n với giá trị bít đầu tiên
của ngăn xếp. Kết quả phép tính được đặt lại vào bít đầu tiên trong ngăn xếp. Giá trị
của các bít còn lại trong ngăn xếp không bị thay đổi.
Luật tính toán của các phép tính logic And và Or như sau:
x

y

x^y
(And)

xvy
(Or)

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

1

Tác động của lệnh AND và OR vào ngăn xếp như sau
Trước

A

Sau

c0

m

c1

C1

c2

C2

c3

C3

c4

C4

c5

C5

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

12

m= c0 ^ c1

Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
c6

C6

c7

C7

c8

C8

Trước

O

Sau

c0

m

c1

C1

c2

C2

c3

C3

c4

C4

c5

C5

c6

C6

c7

C7

c8

C8

m= c0 v c1

AND LOAD (ALD)

OR LOAD (OLD):
Lệnh ALD và lệnh OLD thực hiện phép tính logic And và Or giữa hai bít đầu
tiên của ngăn xếp. Kết quả của phép logic này sẽ được ghi lại vào bít đầu trong ngăn
xếp. Nội dung còn lại của ngăn xếp được kéo lên một bít.
Tác động của lệnh ALD và OLD vào ngăn xếp như sau:
Trước
ALD
Sau
m= c0^ c1
c0

m

c1

c2

c2

c3

c3

c4

c4

c5

c5

c6

c6

c7

c7

c8

c8
Trước

OLD

Sau

c0

m

c1

c2

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

m= c0 v c1

13


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
c2

c3

c3

c4

c4

c5

c5

c6

c6

c7

c7

c8

c8
LOGIC PUSH (LPS)

LOGIC READ (LRD)
LOGIC POP (LPP)
Lệnh LPS, LRD và LPP là những lệnh thay đổi nội dung bít đầu tiên của ngăn
xếp. Lệnh LPS sao chép nội dung của bít đầu tiên và bít thứ hai trong ngăn xếp, nội
dung ngăn xếp sau đó bị đẩy xuống một bít. Lệnh LRD lấy giá trị của bít thứ hai ghi
vào bít đầu tiên của ngăn xếp, nội dung ngăn xếp đó được kéo lên một bít. Lệnh LPP
kéo ngăn xếp lên một bít.
Sơ đồ minh họa thay đổi ngăn xếp của các lệnh LPS, LRD và LPP
Trước

LPS

Sau

Trước LRD

Sau

Trước LPP Sau

C0

c0

c0

c1

c0

c1

c1

c0

c1

c1

c1

c2

c2

c1

c2

c2

c2

c3

c3

c2

c3

c3

c3

c4

c4

c3

c4

c4

c4

c5

c5

c4

c5

c5

c5

c6

c6

c5

c6

c6

c6

c7

c7

c6

c7

c7

c7

c8

c8

c7

c8

c8

c8

2. Chức năng nhớ RS
Lệnh dùng để đóng và ngắt các điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong LAD,
logic điều khiển dòng điện đóng hoặc ngắt các cuộc dây đầu ra. Khi dòng điều khiển
đến các cuộc dây thì các cuộn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm (hoặc một dãy các tiếp
điểm).
Trong STL, lệnh truyền trạng thái bít đầu của ngăn xếp đến các điểm thiết kế.
Nếu bít này có giá trị =1, các lệnh S và 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.
Biên soạn: Bùi Thúc Minh

14


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
LAD
S BIT

n
(S)

S BIT

n

(R)

S BIT

S BIT

n
( SI )

n
( RI )

Mô tả

Đóng một mảng gồm n các
S BIT: I, Q, M, SM,
tiếp điểm kể từ S BIT
T, C, V
n(byte): IB, QB, MB,
SMB, VB,AC, Hằng số,
Đóng một mảng gồm n các *VD, *AC
tiếp điểm kể từ S BIT. Nếu S
BIT lại chỉ vào Timer hoặc
Counter thì lệnh sẽ xóa bít đầu
ra của Timer / Counter đó.
Đóng tức thời một mảng
gồm n các tiếp điểm kể từ S
BIT

R S BIT n

SI

S BIT

S BIT: Q

N(byte): IB, QB, MB,
SMB, VB,AC, Hằng số,
Ngắt tức thời một mảng *VD, *AC
gồm n các tiếp điểm kể từ địa
chỉ S BIT

STL
S S BIT n

Toán hạng

Mô tả

Toán hạng

Ghi giá trị logic vào một
S BIT: I, Q, M, SM,
mảng gồm n bít kể từ địa chỉ S T, C, V
BIT
(bit)
Xóa một mảng gồm n bít kể
từ địa chỉ S BIT. Nếu S BIT
n: IB, QB, MB,

lại chỉ vào Timer hoặc SMB, VB
Counter thì lệnh sẽ xóa bít đầu
(byte) AC, Hằng số,
ra của Timer / Counter.
*VD, *AC
Ghi tức thời giá trị logic 1
vào một mảng gồm n bít kể từ
địa chỉ S BIT

S BIT: Q
(bit)
n: IB, QB, MB,
SMB, VB (byte)
(byte) AC, Hằng số,
*VD, *AC

3. Các lệnh điều khiển 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.
a. On-Delay Timer
Biên soạn: Bùi Thúc Minh

15


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

Txxx

Khai báo Timer số hiệu xxx kiểu TON để tạo

thời gian trễ tính từ khi đầu vào IN được kích.
Nếu như giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng
giá trị đặt trước PT thì T-bít có giá trị logic bằng
1. Có thể reset Timer kiểu TON bằng lệnh R
hoặc bằng giá trị logic 0 tại đầu vào IN

Giá trị đặt trước thời gian Timer
PT

Ví dụ về cách sử dụng Timer kiểu TON

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

16


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
Thời gian trễ T = PT*độ phân giải (T = 100*10ms = 1s)

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

17


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
b. Off-Delay Timer

Txxx

PT

Khai báo Timer số hiệu xxx kiểu TOF để tạo
thời gian trễ tính từ khi đầu vào IN chuyển từ
trạng thái logic 1 sang 0. Nếu như giá trị đếm
tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT
thì T-bít có giá trị logic bằng 1. Có thể reset
Timer kiểu TOF bằng lệnh R hoặc bằng giá trị
logic 1 tại đầu vào IN
Giá trị đặt trước cho timer

Ví dụ về cách sử dụng Timer kiểu TOF

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

18


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

c. On-Delay Timer Retentive

Txxx

PT

Khai báo Timer số hiệu xxx kiểu TONR
để tạo thời gian trễ tính từ khi đầu vào IN
được kích. Nếu như giá trị đếm tức thời lớn
hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT thì T-bít
có giá trị logic bằng 1. Chỉ có thể reset kiểu

TONR bằng lệnh R cho T-bít

Giá trị đặt trước cho Timer

Ví dụ về cách sử dụng Timer kiểu TONR

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

19


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

Các loại Timer của S7-200 chia theo độ phân giải, giá trị lớn nhất và số timer
Biên soạn: Bùi Thúc Minh

20


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

4. Các lệnh điều khiển Counter
Counter là bộ đếm hiện chức năng đếm sườn xung trong S7-200. Các bộ đếm của
S7-200 được chia ra làm 3 loại: bộ đếm tiến (CTU), bộ đếm lùi (CTD) và bộ đếm
tiến/lùi (CTUD).
a. Up Counter

Cxxx

R

PV

Khai báo bộ đếm tiến theo sườn lên của CU.
Khi giá trị đếm tức thời C-word Cxxx lớn hơn
hoặc bằng giá trị đặt trước PV, C-bít (Cxxx) có
giá trị logic bằng 1. Bộ đếm được reset khi đầu
vào R có giá trị logic bằng 1. Bộ đếm ngừng
đếm khi C-word Cxxx đạt giá trị cực đại
32.767.
Đầu vào Reset Counter
Giá trị đặt trước cho Counter

b. Down Counter

Cxxx

PV

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

Khai báo bộ đếm lùi theo sườn lên của CD.
Khi giá trị đếm tức thời C-word Cxxx lớn
hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PV, C-bít
(Cxxx) có giá trị logic bằng 1. Bộ đếm được
reset khi đầu vào LD có giá trị logic bằng 1.
Bộ đếm ngừng đếm khi C-word Cxxx đạt
giá trị cực tiểu 32.767.
Giá trị đặt trước của Counter

21

Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

22


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
c. Up/Down Counter

Cxxx

CU

Ngõ vào đếm tiến của Counter

CD

Ngõ vào đếm lùi của Counter

R
PV

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

Khi báo bộ đếm tiến/lùi, đếm tiến theo sườn
lên của CU và đếm lùi theo sườn lên của CD.
Khi giá trị đếm tức thời C-word Cxxx lớn

hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PV, C-bít
(Cxxx) có giá trị logic bằng 1. Bộ đếm
ngừng đếm tiến khi C-word đạt giá trị cực
đại 32.767 và ngừng đếm lùi khi C-word đạt
giá trị cực tiểu -32.767. CTUD reset khi đầu
vào R có giá trị logic bằng 1.

Ngõ vào Reset Counter
Giá trị đặt trước của Counter

23


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1

5. Các ví dụ
1. Chương trình tính thời gian 1000h, độ phân giải 1s (ứng dụng TIMER và
COUNTER)
2. Viết chương trình điều khiển đèn giao thông theo giản đồ thời gian như sau:

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

24


Bài giảng ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 1
Giản đồ thời gian chương trình đèn giao thông tại ngã tư

Mô hình đèn giao thông ngã tư
Phân địa chỉ vào/ra

Đầu vào (Input)

Đầu ra (Output)

START

I0.0

Đèn Xanh 1

Q0.0

STOP

I0.1

Đèn Vàng 1

Q0.1

Đèn Đỏ 1

Q0.2

Đèn Xanh 2

Q0.3

Đèn Vàng 2

Q0.4

Đèn Đỏ 2

Q0.5

3. Viết chương trình điều khiển động cơ khởi động sao/tam giác. (Ứng dụng
TIMER)
4. Viết chương trình tạo xung. (Ứng dụng TIMER)
5. Viết chương trình điều khiển dây chuyền đóng táo.

Biên soạn: Bùi Thúc Minh

25