giáo trình PLC S7-200

Bài 1: Tổng quan cấu trúc phần cứng của PLC S7 200.
1. PLC S7-200:
a. Thế nào là PLC S7-200:
PLC (Programmable Logic Controller) là một hệ vi xử lý chuyên dụng nhằm mục
tiêu điều khiển tự động tổ hợp các thiết bị điện hoặc các quá trình sản xuất trong công
nghiệp.
Lập trình mềm dẻo
Phối ghép đơn giản thuận tiện giữa hệ thống điều khiển và hệ thống động lực
Với dòng PLC S7 - 200,
SIEMEN có các họ CPU cơ bản
sau:
+ Họ 21x: 212, 214, 216,
218. Với họ CPU này do có nhiều
nhợc điểm không còn phù hợp với
các hệ thống điều khiển hiện đại
nên đã ít đợc sử dụng
+ Họ 22x: 222, 224, 226,
228. Đây là dòng CPU đợc sử
dụng rất nhiều hiện nay vì tốc độ
xử lý cao, kết cấu linh hoạt, hỗ
trợ truyền thông mạnh, có cấp bảo vệ chịu đợc môi trờng công nghiệp nh rung, bụi, các
nhiễu từ trờng
b. Chu kì vòng quét của PLC:
CPU S7.200 đợc thiết kế để thực hiện một chuỗi các công việc, lặp đi lặp lại. Việc
thực hiện một cách có chu kì đợc gọi là chu kì vòng quét. Mỗi một vòng quét cơ bản
của PLC mất từ 3ms - 10ms, tuỳ thuộc vào số lợng cũng nh kiểu lệnh viết trong chơng
trình
Trong 1 chu kì vòng quét, CPU thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Đọc các dữ liệu đầu vào.
- Thực thi chơng trình.
1

- Xử lí các yêu cầu truyền thông
- Tự chuẩn đoán lỗi.
- Xuất kết quả đầu ra.
a) Đọc dữ liệu đầu vào: Mỗi chu kì quét bắt đầu bằng việc đọc trạng thái vật lý
(Input) của các đầu vào số và sau đó ghi trạng thái đó tới vùng nhớ đệm đầu vào IR (IR
- Input Register).
b) Thực thi chơng trình: CPU đọc dữ liệu từ IR, (thực hiện chơng trình phần
mềm), CPU thực hiện chơng trình, bắt đầu với câu lệnh đầu tiên cho tới câu lệnh sau
cùng trong mỗi chu kì vòng quét, kết quả đợc lu lại ở các vùng nhớ thích hợp và bộ đệm
ảo đầu ra (OR - Output Register)
c) Xử lý các yêu cầu truyền thông (option): Nếu có yêu cầu truyền thông thì
CPU xử lí tất cả các thông báo đợc nhận từ cổng truyền thông. Bên cạnh đó CPU kiểm
tra chơng trình cơ sở và bộ nhớ chơng trình (chỉ trong chế độ RUN).
c) và d)
a)
b)
e)
2
d) Tự chẩn đoán lỗi: CPU kiểm tra lỗi của hệ điều hành trong ROM, các vùng
nhớ và các trạng thái làm việc của các module mở rộng
2. Các thông số kỹ thuật chính của PLC S7- 200 (loại 22x):
- Bộ nhớ: + Chơng trình: từ 32 đến 64Kb tuỳ theo loại CPU.
+ Dữ liệu: từ 16Kb đến 40Kb tuỳ theo loại CPU
* Các thông số khác
Mô tả CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226 CPU 226XM
Bộ nhớ chơng trình 2 Kwords 2 Kwords 4 Kwords 4 Kwords 8 Kwords
Bộ nhớ dữ liệu 1 Kwords 1 Kwords 2.5 Kwords 2.5 Kwords 5 Kwords
Đầu vào dữ liệu số I0.0 to I15.7 I0.0 to I15.7 I0.0 to I15.7 I0.0 to I15.7 I0.0 to I15.7
Đầu ra số Q0.0 to Q15.7 Q0.0 to Q15.7 Q0.0 to Q15.7 Q0.0 to Q15.7 Q0.0 to Q15.7
Đầu vào tơng tự (read only) -- AIW0 to AIW30 AIW0 to AIW62 AIW0 to AIW62 AIW0 to AIW62

Đầu ra tơng tự (write only) -- AQW0 to AQW30 AQW0 to AQW62 AQW0 to AQW62 AQW0 to AQW62
Vùng nhớ (V) VB0 to VB2047 VB0 to VB2047 VB0 to VB5119 VB0 to VB5119 VB0 to VB10239
Vùng nhớ (L) LB0 to LB63 LB0 to LB63 LB0 to LB63 LB0 to LB63 LB0 to LB63
Bit nhớ (M) M0.0 to M31.7 M0.0 to M31.7 M0.0 to M31.7 M0.0 to M31.7 M0.0 to M31.7
Vùng nhớ (SM)
Read only
SM0.0 to
SM179.7
SM0.0 to SM29.7
SM0.0 to
SM299.7
SM0.0 to SM29.7
SM0.0 to
SM549.7
SM0.0 to SM29.7
SM0.0 to
SM549.7
SM0.0 to SM29.7
SM0.0 to
SM549.7
SM0.0 to SM29.7
Rơ le thời gian
Rơ le thời gian có nhớ 1 ms
10 ms
100 ms
Rơ le Tgian On/Off 1 ms
10 ms
256 (T0 to T255)
T0, T64
T1 to T4, and

T65 to T68
T5 to T31, and
T69 to T95
T32, T96
T33 to T36, and
T97 to T100
256 (T0 to T255)
T0, T64
T1 to T4, and
T65 to T68
T5 to T31, and
T69 to T95
T32, T96
T33 to T36, and
T97 to T100
256 (T0 to T255)
T0, T64
T1 to T4, and
T65 to T68
T5 to T31, and
T69 to T95
T32, T96
T33 to T36, and
T97 to T100
256 (T0 to T255)
T0, T64
T1 to T4, and
T65 to T68
T5 to T31, and
T69 to T95

T32, T96
T33 to T36, and
T97 to T100
256 (T0 to T255)
T0, T64
T1 to T4, and
T65 to T68
T5 to T31, and
T69 to T95
T32, T96
T33 to T36, and
T97 to T100

CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226
Số I/O số có sẵn trên CPU 6IN/4OUT 8IN/6OUT 14IN/10OUT 24IN/16OUT
Số module tối đa có thể ghép nối Không có 2 module 7 module 7 module
Số lợng I/O số tối đa
128IN
128OUT
128IN
128OUT
128IN
128OUT
128IN
128OUT
Số lợng I/O Analog tối đa Không có
16IN
16OUT
32IN
32OUT

32IN
32OUT
Các Counter/ Timer 256/256 256/256 256/256 256/256
3
100 ms T37 to T63, and
T101 to T255
T37 to T63, and
T101 to T255
T37 to T63, and
T101 to T255
T37 to T63, and
T101 to T255
T37 to T63, and
T101 to T255
Bé ®Õm C0 to C255 C0 to C255 C0 to C255 C0 to C255 C0 to C255
Bé ®Õm tèc ®é cao HC0, HC3, HC4,
and HC5
HC0, HC3, HC4,
and HC5
HC0 to HC5 HC0 to HC5 HC0 to HC5
4
Bµi 2: Giíi thiÖu phÇn mÒm lËp tr×nh cho PLC S7-200
STEP 7-MicroWIN 32 V3.2.
1. PhÇn mÒm STEP7- MicroWIN32:
a. Giao diÖn phÇn mÒm:
Để một hệ thống PLC có thể thực hiện được một quá trình điều khiển nào đó thì
bản thân nó phải biết được nó cần phải làm gì và làm như thế nào.
Việc truyền thông tin về hệ thống ví dụ như quy trình hoạt động cũng như các
yêu cầu kèm theo cho PLC người ta gọi là lập trình.
Và để có thể lập trình được cho PLC thì cần phải có sự giao tiếp giữa người và

PLC.
Việc giao tiếp này phải thông qua một phần mềm gọi là phần mềm lập trình.
Mỗi một loại PLC hoặc một họ PLC khác nhau cũng có những phần mềm lập
trình khác nhau.
Đối với PLC S7-200, SIEMEN đã xây dựng một phần mềm để có thể lập trình
cho họ PLC loại này. Phần mềm này có tên là STEP7- MicroWIN32.
Đây là một phần mềm chạy trên nền Windows 32bit, trải qua nhiều phiên bản
khác nhau. Tài liệu này tập trung nói về STEP7- MicroWIN32 version 3.2.
Ngoài việc phục vụ lập trình cho PLC S7-200, phần mềm này còn có rất nhiều
các tính năng khác như các công cụ gỡ rối, kiểm tra lỗi, hỗ trợ nhiều cách lập trình
với các ngôn ngữ khác nhau…
Phần mềm này cũng đã được xây dựng một phần trợ giúp (Help) có thể nói là
rất đầy đủ, chi tiết và tiện dụng. Người dùng có thể tra cứu các vấn đề về PLC S7-200
một cách rất nhanh chóng, rõ ràng và dễ hiểu.
Để có thể thực hiện phần mềm lập trình STEP7- MicroWIN32 ta có 2 cách:
Cách 1:
Vào Start
→ Simatic
→ STEP7- MicroWIN32 V3.2.0
→ STEP7- MicroWIN32.
Cách 2: Chạy thông qua biểu tượng trên Desktop.
5
b. Mét sè thµnh phÇn quan träng:
- Program Block:
Khi click chuột vào nút này ta sẽ trở về được vùng soạn thảo
chương trình. Ở vùng này ta có thể thêm bớt các đầu vào/ra, các biến,
các lệnh, hàm để thực hiện chương trình điều khiển.
- Communications vµ c¸ch kiÓm tra sù kÕt nèi víi PLC S7-200:
Ở đây ta có thể thay đổi cách mà máy tính truyền thông với PLC
S7-200 (PPI, MPI, tốc độ truyền…) hoặc kiểm tra có hay không sự

truyền thông giữa máy tính và PLC S7-200 (kiểm tra sự có mặt của
PLC hay không).
- Symbol Table:
Click chuột vào đây, ta sẽ được một bảng mà ở đó ta có thể định
nghĩa các tên biến và đặt địa chỉ tương ứng cho các biến đó để có thể
dễ nhớ và dễ kiểm tra.Các biến này có thể là các đầu vào/ra, các biến
trung gian…
Vùng soạn thảo
chương trình
Các khối hàm, lệnh
Các khối
chức năng
Công cụ kết
nối các lệnh
Nút thay đổi
trạng thái làm
việc của PLC
Down
load/Upload
Nút kiểm tra trạng thái
của chương trình.
Mở, tạo mới, lưu
một CT điều khiển
6
- Khối hàm, lệnh:
Đây là một trong những thành phần quan trọng nhất của
STEP7- MicroWIN32. Nó bao gồm toàn bộ các lệnh và khối
hàm của STEP7- Micro WIN32 để có thể tạo được một
chương trình điều khiển cho PLC S7-200.
Người dùng có thể tìm thấy các lệnh hoặc hàm mình cần

dựa trên các nhóm có cùng chức năng mà STEP7-
MicroWIN32 đã phân loại sẵn.
Trong đó thường dùng nhất là các khối:
+ Bit Logic: bao gồm các lệnh làm việc với bit và thực
hiện các phép toán logic như AND, OR, NOT…
+ Timer: đây là khối lệnh làm việc với các loại timer
của S7-200.
+ Counter: đây là khối lệnh làm việc với các loại timer
của S7-200
+ Move: các khối lệnh dùng để di chuyển dữ liệu từ
vùng nhớ này sang vùng nhớ khác của PLC.
+ Interger Math, Floating-Point Math: nhóm lệnh làm
việc với số nguyên 16bit, 32bit và số thực. Nhóm lệnh này thực hiện các phép toán số
học như +, -, ×, ÷…
+ Compare: bao gồm các khối lệnh dùng để so sánh dữ liệu như >, <, =, ≥, ≤...
Ngoài ra còn các khối khác cũng rất quan trọng chúng ta có thể tham khảo thêm
ở phần Help của STEP7- MicroWIN32.
Để có thể biết một khối hàm hoặc lệnh làm việc như thế nào và điều kiện kèm
theo chúng ta chọn khối hàm, lệnh đó và nhấn F1.
c. Một số thao tác quan trọng:
- Có 2 cách để tạo một chương trình mới:
+ Vào menu File à New.
+ Dùng biểu tượng trên thanh công cụ.
- Lưu lại chương trình đã viết bằng cách:
+ Vào menu File à Save.
7