Lập trình điều khiển biến tần trên PLC S7 1200

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ PLC S7 – 1200
1.1. Giới thiệu chung về PLC
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller là thiết bị điều khiển lập trình
được cho phép thực hiện linh hoạt các thực toán điều khiển logic thong qua một ngôn
ngữ lập trình. người sử dụng có thể lập trình để thực hiện môt loạt trình tự các sự kiện.
Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích tác động vào plc hoặc qua các
hoạt động có trễ như thời gian định kì hay thời gian được đếm. Một khi sự kiện được
kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF các thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là
thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục lặp trong chương trình do người
sử dụng lập ra chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập
trình.
Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dung dây nối, người ta đã
chế tao bộ điều khiển plc nhẳm thoả mãn các yêu cầu sau:
• Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học.
• Gọn nhẹ, dễ bảo quản, sửa chữa.
• Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp.
• Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp.
• Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như máy tính, nối mạng, các
module mở rộng.
Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay cho các phần cứng Relay dây nối và các
logic thời gian. Tuy nhiên bên canh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ và
tính dễ dàng cho PLC mà vẫn đảm bảo tốc độ xử lí cũng như giá cả….
Chính điều này đã tạo ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công
nghiệp, các tập lệnh nhanh chống đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm,
định thời, thanh ghi dịch…Sự phát triển các máy tính dẫn đến các bộ PLC có dung
lượng lớn, số lượng I/O nhiều hơn.
Trong PLC phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình
điều khiển và sử lí hệ thống, chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác

định bằng một chương trình. Chương trình này sẽ được nạp sẵn vào bộ nhớ của
PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu
muốn thay đổi hay mở rộng chức năng cửa quy trình công nghệ. Ta chỉ cần thay đổi
chương trình bên trong bộ nhớ PLC. Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được
thực hiện một cách dễ dàng mà không cần một sự can thiệp vật lí nào so với các bộ
dây nối hay Relay.

Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo PLC.
Trang 1


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

1.2. PLC S7 1200
Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7200. So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội.

Hình 1.2: Các dòng sản phẩm của SIEMENS
S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát
nhiều ứng dụng tự động hóa. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làm
cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng S7-1200.
S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn,
các đầu vào/ra (DI/DO).
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương
trình điều khiển:
• Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC.
• Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình.
S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP.
Ngoài ra bạn có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc
RS232.
Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic. Step7 Basic hỗ trợ ba

dạng ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong
TIA Portal 11 của Siemens.
Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này đã bao
gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.

Trang 2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

1.
2.
3.
4.

Nguồn cấp PS.
Kết nối với các module mở rộng.
Đèn Led hiển thị I/O trên board.
Kết nối Profinet.

Hình 1.3: Các khối chức năng PLC S7-1200.
1.2.1. Phân loại
Việc phân loại S7-1200 dựa vào loại CPU mà nó trang bị: Các loại PLC thông
dụng: CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C. Thông thường S7-200 được phân ra làm
2 loại chính:
• Loại cấp điện 220VAC:
 Ngõ vào: Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp +24VDC (từ 15VDC – 30VDC).
 Ngõ ra: Relay.
 Ưu điểm của loại này là dùng ngõ ra Relay. Do đó có thể sử dụng ngõ ra ở
nhiều cấp điện áp khác nhau (có thể sử dụng ngõ ra 0V, 24V, 220V…)

 Tuy nhiên, nhược điểm của nó là do ngõ ra Relay nên thời gian đáp ứng
không nhanh cho ứng dụng biến điệu độ rộng xung, hoặc Output tốc độ
cao…
• Loại cấp điện áp 24VDC:
 Ngõ vào: Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp +24VDC (từ 15VDC – 30VDC).
 Ngõ ra: transistor
 Ưu điểm của loại này là dùng ngõ ra transistor. Do đó có thể sử dụng ngõ ra
này để biến điệu độ rộng xung, Output tốc độ cao…
 Tuy nhiên, nhược điểm của loại này là do ngõ ra transistor nên chỉ có thể sử
dụng một cấp điện áp duy nhất là 24VDC, do vậy sẽ gặp rắc rối trong những
ứng dụng có cấp điện áp khác nhau. Trong trường hợp này, phải thông qua một
Relay 24VDC đệm.
Bảng 1.1: các đặc điểm cơ bản của s7-1200
Đặc trưng
CPU 1211C
CPU 1212C
CPU 1214C
Kích thước
90x100x75
110x100x75
Bộ nhớ người dùng
- Bộ nhớ làm việc
- 50 Kbytes
- 100 Kbytes
- Bộ nhớ tải
- 1 Mbytes
- 4 Mbytes
- Bộ nhớ sự kiện
- 10 Kbtyes
- 10 Kbytes

Phân Vùng I/O
- 14 Inputs/
Trang 3


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200
-

Digital I/O

-

Trạng thái đôi

Analog
Tốc độ xử lý ảnh
Modul mở rộng
Mạch tín hiệu
Modul giao tiếp
Bộ đếm tốc độ cao
- Trạng thái đơn

Mạch ngõ ra
Thẻ nhớ
Thời gian lưu trữ mất điện
PROFINET
Tốc độ thực thi phép toán
số thực
Tốc độ thực thi phép toán
Boolean

- 6 Inputs/

- 8 Inputs/

10 Outputs
4 Outputs
6 Outputs
- 2 Inputs
- 2 Inputs
- 2 Inputs
1024 Bytes( Inputs) and 1024 Bytes( Outputs)
None
2
8
1
3 left-side expansion
3
4
6
3 – 100 kHz
3 – 100 kHz
3 – 100 kHz
1 – 30 kHz
1 – 30 kHz
3 – 80 kHz
3 – 80 kHz
3 – 80 kHz
1 – 20 kHz
2 – 20 kHz

2
Thẻ nhớ Simatic( Tùy chọn)
240h
1 cổng giao tiếp Ethernet
2.3 µs/lệnh
0.08 µs/lệnh

1.2.2. Các Module của PLC S7 – 1200
Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng vào thực tế, 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 hoá về cấu hình. Chúng được sử
dụng theo kiểu các module. Số lượng module nhiều hay ít tùy vào yêu cầu thực tế,
song tối thiểu bao giờ cũng có một module chính là CPU, các module còn lại nhận
truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, các module chức năng chuyên dụng...Chúng
được gọi chung là module mở rộng.
Cấu hình cơ bản của PLC S7 – 1200 như sau:

Hình 1.4: Cấu hình cơ bản của PLC S7- 1200.
•

Module CPU:
Module CPU chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thì, bộ đếm,
cổng truyền thông (Profinet)… module lưu trữ chương trình người dùng trong bộ nhớ
Trang 4


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

của nó và có thể có vài cổng vào/ra số, analog tùy thuộc vào mã hàng. Trong họ PLC
S7- 1200 có nhiều loại CPU khác nhau, chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý có trong

CPU như CPU 1211C, CPU 1212C, CPU 1214C, CPU 1215C.
CPU S7-1200 hỗ trợ các protocol như: TCP/IP, ISO-on-TCP, S7 communication.
Đồng thời, CPU tích hợp những tập lệnh hỗ trợ cho truyền thông như USS, Modbus
RTU, S7 communication “T-Send/T-Receive” hay Freeport…
Cổng profinet tích hợp cho phép CPU có thể kết nối với HMI, máy tính lập trình,
hay những PLC S7 thông qua profitnet...
1. CPU 1211C:
6 DI; 4 DO; 2 AI 0 - 10 V DC,
PROGRAM/DATA MEMORY: 30 KB

2. CPU 1212C:
8 DI; 6 DO; 2 AI 0 - 10 V DC,
PROGRAM/DATA MEMORY: 50 KB

3. CPU 1214C:
14 DI; 10 DO; 2 AI 0 - 10 V DC,
PROGRAM/DATA MEMORY: 75 KB

4. CPU 1215C:
14 DI; 10 DO; 2 AI 0 - 10 V DC, 2AO
0 – 20 MA DC
PROGRAM/DATA MEMORY: 100 KB

Trang 5


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

Hình 1.5: Một số CPU của PLC S7 – 1200.
• Các Module mở rộng được chia thành 3 loại chính:

 SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:

DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số. Số các cổng
vào số có thể là 8, 16 tùy từng loại module.

DO (Digital Output): Module mở rộng các cổng ra số, Số các
cổng vào số có thể là 8, 16 tùy từng loại module.

DI/DO (Digital input/Digital output): Module mở rộng các cổng
vào/ra số, vừa đọc/xuất tín hiệu digital .

AI (Analog input): Module mở rộng cổng vào tương tự. Chúng
chính là bộ chuyển đổi tương tự số 12 bits (AD). Số các cổng vào tương tự
có thể là 4, 8 tùy từng loại module.

AO (Analog output): Module mở rộng các cổng ra tương tự.
Chúng chính là những bộ chuyển đổi số tương tự (DA). Số các cổng ra
tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8 tùy thuộc từng loại.

AI/AO (Analog input/Analog output): Module mở rộng vào/ra
tương tự. Số cổng vào/ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tùy
từng loại module.

CP (Communication module): Module phục vụ truyền
thông trong mạng giữa các bộ PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính.

CM 1214: Module mở rộng các cổng vào số. Số các cổng vào số
mở rộng có thể là 8, 16.

CP 124x: Module mở rộng các cổng ra số. Số các cổng ra số mở

rộng có thể là 8, 16 hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại module.

SB (signal board): Module mở rộng thêm DI/DO, AI/AO,
Pin backup (Battery board) dữ liệu về thời gian thực, mở rộng truyền thông
với RS485 (Communications boards).
1.2.3. Kiều dữ liệu của PLC S7 – 1200
Bảng 1.2: Kiểu dữ liệu của s7-1200
Miêu tả

Kiểu dữ liệu
Bit và chuỗi dữ liệu

Interger

Số thực – Real

•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Bool gồm 1 bit đơn.
Byte gồm 8 bit.
Word gồm 16 bit.
Dword gồm 32 bit.
USInt (số interger không dấu 8 bit).
SInt (số interger có dấu 8 bit).
UInt (số interger không dấu 16 bit).
Int (số interger có dấu 16 bit).
UDInt (số interger không dấu 32 bit).
DInt (số interger có dấu 32 bit).
Real – số thực dấu chấm động 32 bit.
LReal – số thực dấu chấm động 64 bit.
Date là kiểu dữ liệu 16 bit chỉ số ngày có tầm từ D#1990Trang 6


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

•

Date and Time

•
•
•
•
•
•
•
•
•

•

Char và String

•
•
•

Array và Structure
•

PLC data types
Pointer

•
•

1-1 đến D#2168-12-31.
DTL (date and time long) bao gồm dữ liệu cới 12 Byte
lưu giữ thông tin về ngày, tháng, năm.
Year (UInt): 1970 – 2554.
Month (USInt): 1 - 12.
Day (USInt): 1 – 31.
Weekday (USInt): 1 – 7 (1 là ngày chủ nhật).
Hours (USInt): 0 – 23.
Minutes (USInt): 0 – 59.
Seconds (USInt): 0 – 59.
Nanoseconds (UDInt): 0 – 999999999.
Time là kiểu dữ liệu 32 bit được miêu tả theo chuẩn IEC
Time tầm giá trị lên đến T#24D20H31M23S647MS.

TOD (Time of day) là kiểu dữ liệu 32 bit có tầm giá trị từ
TOD#0:0:0.0 đến TOD#23:59:59.999.
Char là kiểu dữ liệu ký tự 8 bit.
String là kiều dữ liệu chuỗi lên tới 254 char.
Array là kiểu dữ liệu mảng bao gồm nhiều thành phần
đơn giống nhau về kiểu dữ liệu. Mảng có thể tạo trong
giao diện interface của OB, FB, FC, DB.
Struct là kiểu dữ liệu định dạng theo cấu trúc thành phần
có thể bao gồm nhiều kiểu dữ liệu khác nhau.
PLC Data types hay còn gọi là UDT là dạng dữ liệu cấu
trúc có thể định nghĩa bởi người dùng.
Pointer hay con trỏ sử dụng để định địa chỉ gián tiếp.

Trang 7


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

CHƯƠNG II:
CÔNG CỤ LẬP TRÌNH PLC SIEMENS TIA PORTAL
2.1. Giới thiệu phần mềm và ngôn ngữ lập trình PLC S7-1200
2.1.1. Phần mềm lập trình PLC S7-1200
Năm 2009, Siemens giới thiệu PLC s7-1200 cùng với phần mềm lập trình Tia
Portal V10.5 tích hợp sẵn Step 7 Basic, lập trình cho PLC S7-1200 và Wincc Basic lập
trình cho dòng màn hình KTP.
Từ khi Siemens cho ra đời phần mềm lập trình Tia Portal V10.5 đến nay, Siemens
không ngừng cải thiện và nâng cấp phần mềm từ Tia Portal V10.5 lên tới Tia Portal
V13. Hiện nay, phần mềm Tia Portal không chỉ lập trình cho các bộ Controller mà còn
có thể thiết kế giáo diện HMI, SCADA và cấu hình cho Driver của Siemens.
2.1.2. Ngôn ngữ lập trình PLC S7-1200

Sản phẩm PLC S7-1200 ứng dụng cho hệ thống nhỏ và vừa, ưu tiên hỗ trợ cho 3
ngôn ngữ lập trình chính đó là: LAD, FBD và SCL.
• LAD – LADDER: Đây là ngôn ngữ lập trình dựa theo sơ đồ mạch... Đơn giản, dễ
hiểu, dễ chỉnh sửa và tiện lợi.
• FBD – Function Block Diagram: Đây là ngôn ngữ lập trình dựa theo đại số
Boolean.
• SCL – Structure Language Control: Đây là ngôn ngữ lập trình theo dạng text và
là ngôn ngữ trình cấp cao sử dụng dựa trên nền Pascal phát triển. Ngôn ngữ lập
trình SCL có thể coi là ngôn ngữ hướng đối tượng của PLC, vì nó gần gũi với tư
duy của người dùng.
Khi viết code cho một khối hàm nào đó thì người dùng có thể sử dụng 1 trong 3
ngôn ngữ trên để có thể lập trình.
2.2. Làm việc với Step 7 Basic và Tia Portal
2.2.1. Tạo Project mới với chế độ cấu hình chuẩn
2.2.1.1. Khái niệm
Người dùng phải đọc mã của CPU, các mudule mở... để có thể khai báo cho
đúng.
2.2.1.2. Các bước thực thiện
Có 5 bước thực hiện:
• Bước 1: Khởi động chương trình TIA Portal - Start – Create New Project để bắt
đầu quá trình khởi tạo project mới. Sau đó, sẽ xuất hiện giao diện với các thông
tin của một project mới như: tên project (project name); đường dẫn để lưu project
– Path; tên người khởi tạo project – Author; thông tin về project – Comment. Sau
khi điền đầy đủ thông tin về Project, chọn Create để tiếp tục quá trình khỏi tạo
Project.

Trang 8


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

• Bước 2: Lựa chọn cấu hình CPU cho project: Device & Networks – Add new
device, điền các thông tin cho CPU cần khai báo tại cửa sổ Add new device: tên
thiết bị - Device name; thông số kỹ thuật và dòng CPU được sử dụng, và chọn
Add để hoàn thành quá trình chọn thiết bị mới cho project.

• Bước 3: Chọn lựa, bổ sung những module cần thiết theo cấu hình phần cứng của
hệ thống: Device configuration – Device view – Hardware catalog, ở đây người
dùng sẽ lựa chọn những module cần thiết và kéo/nhả đưa vào Rail của PLC.

Trang 9


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

• Bước 4: Sau khi khai báo xong cấu hình phần cứng cho CPU và các module mở
rộng, module chức năng... Chọn biểu tượng
lưu trữ thông tin phần cứng đã khai báo trong project.

trên thanh công cụ để

• Bước 5: Mở giao diện lập trình ứng dụng đề viết chương trình điều khiển PLC:
Project tree – Devices – PLC – Program blocks – Main (OB1) để bắt đầu lập
trình ứng dụng theo yêu cầu.

Người dùng có thể chọn PLC – Program blocks – Add new block để gọi thêm các
khối dữ liệu DB, khối tổ chức OB hay khối hàm chức năng FB/FC, cũng như ngôn
ngữ lập trình cho các khối hàm ở đây.
Trang 10

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

2.2.2. Tạo Project mới với chế độ Unspecified
2.2.2.1. Khái niệm
Ở chế độ này phần mềm sẽ tự động detect ra toàn bộ cấu hình phần cứng của PLC
một cách chính xác và đầy đủ. Đây có thể coi là ưu điểm vượt bậc so với các phần
mềm trước đó dành cho Controller của Siemens.
2.2.2.2. Các bước thực thiện
Có 5 bước thực hiện:
• Bước 1: Khởi động chương trình TIA Portal - Start – Create New Project để bắt
đầu quá trình khởi tạo project mới. Sau đó, sẽ xuất hiện giao diện với các thông
tin của một project mới như: tên project (project name); đường dẫn để lưu project
– Path; tên người khởi tạo project – Author; thông tin về project – Comment. Sau
khi điền đầy đủ thông tin về Project, chọn Create để tiếp tục quá trình khỏi tạo
Project.

Trang 11


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

• Bước 2: Lựa chọn cấu hình Unspecified CPU 1200 cho project: Device &
Networks – Add new device – SIMATIC S7-1200 – Unspecified CPU 1200 –
6ES7 2XX-XXXX-XXXX – Version (V1.0, V2.0, V2.1, V2.2, V3.0, V4.X) –
Add để hoàn thành quá trình chọn thiết bị mới cho project.
• Bước 3: Bảng giao diện “The device is not specified” hiển thị và chọn Detect cấu
hình của CPU và những module liên kết với CPU.
The device is not specified.
- Please use the Hardware catalog to specity the CPU.

- Or detect the configuration the connected device.
• Bước 4: Cửa sổ giao diện Hardware detection for PLC... hiện ra. Tại đây người
dùng chọn Type of PG/PC interface là PN/IE, chọn PG/PC interface là card mạng
internet (cổng RJ45) của mình. Hệ thống sẽ tự dò ra thiết bị cần detect.
• Bước 5: Chọn detect để hoàn thành quá trình. Nếu người dùng không đặt IP tĩnh
cho PG/PC cùng lớp mạng với PLC thì phần mềm sẽ tự gắn cho PG/PC một IP
cùng subnet, khi đó người dùng tiếp tục chọn Yes để hoàn thành quá trình dò và
upload cấu hình.
• Bước 6: Chọn biểu tượng
phần cứng đã khai báo trong project.

trên thanh công cụ để lưu trữ thông tin

2.3. Lập trình với tập lệnh logic
2.3.1. Lập trình với Tag và I/O Mapping
2.3.1.1. Khái niệm
PLC Tags là tên tượng trưng, gợi nhớ cho I/O và địa chỉ. TIA Portal đã cho phép
người dùng truy xuất với Tag. Điều này có nghĩa là khi có một lỗi nào đó trong chương
trình, I/O hoặc vùng nhớ nào đó bị hư thì chỉ cần thay đổi I/O hoặc vùng nhớ khác
trong Tag table.
Trang 12


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

2.3.1.2. Hướng dẫn tạo PLC Tags
Gồm 2 bước:
• Bước 1: Tạo một bảng Tag table để quản lý Tag: Project tree – Device – CPU –
PLC Tags – Add new tag table.
• Bước 2: Đổi tên Tags table để dễ quản lý những Tag trong đó và khai báo Tag

cũng như kiểu dữ liệu được sử dụng tương ứng.

2.3.1.3. Làm việc với I/O Mapping trong PLC S7-1200
• Bước 1: Tạo một bảng Tag table để quản lý Tag: Project tree – Device – CPU... –
PLC Tags – Add new tag table và đổi tên thành IO Mapping.
• Bước 2: Khởi tạo Tag để Mapped cho Input và Output.

• Bước 3: Khởi tạo hàm chức năng FC1 để thực hiện lập trình I/O Mapping:
Program blocks – Add new block – Function và đặt tên là IO Mapping.
Trang 13


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

• Bước 4: Lập trình Memory mapped I/O (MMIO) và Port mapped (PMIO) để
thực hiện IO Mapping với FC1.

• Bước 5: Gọi hàm chức năng FC1 – IO Mapping trong chương trình Main OB1
đề hoàn thành việc Mapped I/O giữa Tag nhớ và I/O ngoại vi. Và người dùng
không cần truy xuất trực tiếp với Tag nhớ của vùng nhớ I, Q nữa mà chỉ cần
thông qua các Tag đã được Mapping.
Trang 14


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

2.3.1.4. Làm việc với System memory và clock memory
a. Khái niệm
System memory và clock memory là những vùng nhớ M, hoạt động giống như
các bit nhớ đặc biệt của PLC S7-200 (SM0.0, SM0.1,...).

Lưu ý: Khi thực hiện chương trình các tập lệnh và dữ liệu truyền thông có thể ghi
vào những vùng nhớ này và làm dữ liệu chạy không đúng, do đó người dùng cần lưu ý
khi sử dung vùng nhớ M với clock và system memory thì không được sử dụng với
chức năng khác.
b. Hướng dẫn thực hiện
• Bước 1: Lựa chon CPU để thực hiện: Device configuration – Device view
– CPU... – Properties.
• Bước 2: Bật chế độ clock memory, system memory và lựa chọn vùng nhớ
M làm việc: CPU... – Properties – System and clock memory...
• Bước 3: Thực hiện Compile để hoàn thành việc khởi tạo System and clock
memory: Menu – Edit – Compile và chọn Save để lưu lại kết quả trên.
2.3.2. Lập trình với các tiếp điểm I/O
Ký hiệu

Khai báo Kiểu dữ liệu

Miểu tả

Công tắc/ Tiếp điểm

IN

BOOL

IN/OUT

BOOL

Công tắc thường đóng hay thường hở.
Những vùng nhớ có thể sử dụng là I, Q,

M, L, D.
Để có thể đọc ngay lập tức ngõ vào có thể
sử dụng cấu trúc “:P” để sử dụng ngõ vào
vật lý thay vì biến quá trình.

Đảo trạng thái ngõ vào/ra

Cuộn coil/ Ngõ ra

OUT

BOOL

OUT

BOOL

Trạng thái ngõ ra là kết quả xử lý cua
phép toán logic. Những vùng nhớ có thể
sử dụng Q, M, L, D.
Để có thể xuất ngay lập tức ra ngõ ra có
thể sử dụng cấu trúc “:P” để sử dụng ngõ
vào vật lý thay vì biến quá trinh.

Đảo kết quả ngõ ra của phép toán Logic.

Trang 15


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

2.3.2.1. Phép toán AND
Toán tử AND sẽ trả về 1 nếu tất cả các trạng thái bit là 1, còn trong tất cả các
trường hợp khác AND sẽ tạo ta một bit 0.
A
B OUT
0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Ví dụ 1: Chuyển mạch thiết kế số sau đây sang mạch lập trình PLC:
A and B and C = A x B x C = Z
Đặt A = Input_Mapping_0 = M0.0; B = Input_Mapping_1 = M0.1; C =
Input_Mapping_2 = M0.2 và Z = Out_Mapping_0 = M1.0
Chuyển đổi tương ứng giữa thiết kế số và PLC ta được mạch như sau:

2.3.2.2. Phép toán OR
Toán tử OR sẽ trả về 1 nếu có ít nhất một trong các trạng thái bit là 1, còn trong
tất cả các trường hợp khác OR sẽ tạo ra một bit 0.
A
B OUT
0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Ví dụ 1: Chuyển mạch thiết kế số sau đây sang mạch lập trình PLC:
X or Y or S = X + Y + S = Z
Đặt X = Input_Mapping_5 = M0.5; Y = Input_Mapping_6 = M0.6; S =
Input_Mapping_7 = M0.7; Z = Out_Mapping_2 = M1.2.
Chuyển đổi tương ứng giữa thiết kế số và PLC ta được mạch như sau:

Trang 16


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

2.3.2.3. Phép toán XOR
Toản tử XOR sẽ trả về 1 nếu chỉ có một trong hai bit là 1, ngược lại XOR trả về
bit 0.
A

B

OUT

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Ví dụ 1: Chuyển mạch thiết kế số sau đây sang mạch lập trình PLC:
X xor Y = X x Y + X x Y = Z
Đặt X = Input_Mapping_0 = M0.0; Y = Input_Mapping_4 = M0.4 và Z =
Out_Mapping_5 = M1.5
Chuyển đổi tương ứng giữa thiết kế số và PLC ta được mạch như sau:

Trang 17


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

2.3.2.4. Phép toán NOT
Toán tử NOT được gọi là toán tử lấy phần bù là toán tử một ngôi có nhiệm vụ phủ
định trạng thái đầu vào của nó – tức đảo 0 thành 1 và ngược lại.
A OUT
0

1

1

0

2.3.2.5. Phép toán NAND
Toán tử NAND là lệnh logic phủ định lại kết quả AND của các toán hạng.
A

B

OUT

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Ví dụ 1: Chuyển mạch thiết kế số sau đây sang mạch lập trình PLC:
A NAND B = A x B = Z
Đặt A = Input_Mapping_0 = M0.0; B = Input_Mapping_4 = M0.4 và Z =
Input_Mapping_6 = M1.6
Chuyển đổi tương ứng giữa thiết kế số và PLC ta được mạch như sau:

Trang 18


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

2.3.2.6. Phép toán NOR
Toán tử NOR là lệnh logic phủ định lại kết quả phép toán OR của các toán hạng.
A
B OUT
0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

Ví dụ 1: Chuyển mạch thiết kế số sau đây sang mạch lập trình PLC:
A NOR B = A + B = Z
Đặt A = Input_Mapping_0 = M0.0; B = Input_Mapping_4 = M0.4 và Z =
Input_Mapping_7 = M1.7
Chuyển đổi tương ứng giữa thiết kế số và PLC ta được mạch như sau:

2.3.3. Lập trình với tập lệnh SET, RESET

Ký hiệu

Khai
báo

Kiểu dữ liệu

Miêu tả

OUT

BOOL

Khi lệnh Set được tác động thì địa
chỉ ngõ ra sẽ được đặt lên 1.

OUT

BOOL

OUT

BOOL

OUT

BOOL

Khi lệnh SET_BF được tác động,
một chuỗi gồm “n” bit sẽ được đặt

lên 1 bắt đầu tại địa chỉ OUT.
Khi lệnh Reset được tác động thì
địa chỉ ngõ ra sẽ được trở về 0.
Khi lệnh RESET_BF được tác
động, một chuỗi gồm “n” bit sẽ
được trở về 0 bắt đầu tại địa chỉ
OUT.
Trang 19


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

S1, R

Mạch chốt RS ưu tiên Set
BOOL

OUT

S1, R

Mạch chốt SR ưu tiên Reset
BOOL

OUT

2.3.3.1. Lệnh SET
Bit trạng thái của ngõ ra bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 và khi đầu vào
của lệnh về 0 thì bit này vẫn giữ nguyên trạng thái ngõ ra ở mức 1.

2.3.3.2. Lệnh RESET
Bit trạng thái ngõ ra bằng 0 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 và khi đầu vào của
lệnh về 0 thì bit này vẫn giữ nguyên trạng thái ngõ ra ở mức 0, nếu không nhận thêm
tác động khác ảnh hưởng tới ngõ ra.

Trang 20


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

2.3.3.3. Lệnh SR Flipflop – Ưu tiên RESET

Bảng trạng thái như sau:
M0.2

M0.3

M1.1

0
0

0
1

0
0

1

0

1

1

1

0

2.3.3.4. Lệnh RS Flipflop – Ưu tiên SET

Bảng trạng thái như sau:
M0.4

M0.5

M1.2

0
0

0
1

0
1

1

0

0

1

1

1

Trang 21


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

2.3.4. Lập trình với các tập lệnh nhận biết cạnh xung
Kí hiệu

Khai báo

Kiểu dữ
liệu

Miêu tả
Nhận biết xung cạnh lên của tín hiệu
đầu vào.

IN

BOOL

Nhận biết xung cạnh xuống của tín
hiệu đầu vào.

IN

BOOL
Nhận biết xung cạnh lên của tín hiệu
đầu ra.

OUT
BOOL
IN/OUT

Nhận biết xung cạnh xuống của tín
hiệu đầu ra.

OUT
BOOL
IN/OUT

Nhận biết xung cạnh lên của tín hiệu: Khi tín hiệu chuyển trạng thái từ 0 lên 1 thì
ta có thể dùng lệnh (P) để nhận biết sự thay đổi này. Lệnh nhận biết xung cạnh lên có
thể biểu diễn dưới 2 dạng: tiếp điểm hay dạng khối (block).
Nhận biết xung cạnh xuống của tín hiệu: Khi tín hiệu chuyển trạng thái từ 1
xuống 0 thì ta có thể dùng lệnh (N) để nhận biết sự thay đổi này. Lệnh nhận biết xung
cạnh xuống có thể biểu diễn dưới 2 dạng: tiếp điểm hay dạng khối (block).
2.3.5. Lập trình với ứng dụng bộ định thì
Ký hiệu

Miêu tả

Bộ định thì tạo xung

Trang 22


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

Bộ định thì trễ sườn lên không nhớ.

Bộ định thì trễ sườn xuống.

Bộ định thì trễ sườn lên có nhớ.

2.3.5.1. Bộ định thì tạo xung – TP
Khi ngõ vào IN cho phép bộ định thì TP hoạt động, thì ngõ ra Q sẽ tạo ra 1 xung
bằng giá trị đặt của bộ định thì. Khi giá trị hiện hành ET=PT thì kết thúc quá trình phát
xung.
Trong thời gian bộ định thì hoạt động, ngõ vào IN tác động không ảnh hưởng.
* Tham số bộ định thì:
Tham số
Khai báo Kiểu dữ liệu
Vùng nhớ
Miêu tả

IN

IN

BOOL

I, Q, M, L, D

Ngõ vào cho phép Timer
hoạt động
Giá trị đặt trước cho Timer

PT

IN

TIME

I, Q, M, L, D
hoặc hằng số
Ngõ ra xung

Q

OUT

BOOL

Q, M, L, D
Giá trị hiện hành của Timer

ET

OUT

TIME

Q, M, L, D

Trang 23


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

2.3.5.2. Bộ định thì trễ sườn lên không nhớ - TON
Khi ngõ vào IN tác động (từ trạng thái 0 lên 1) và duy trì trạng thái cho phép
TON hoạt động tới khi giá trị ET > PT thì ngõ ra Q đổi trạng thái lên mức 1.
* Tham số bộ định thì
Tham số
Khai báo Kiểu dữ liệu
Vùng nhớ
Miêu tả

IN

IN

BOOL

I, Q, M, L, D

Ngõ vào cho phép Timer
hoạt động
Giá trị đặt trước cho Timer

PT

IN

TIME

I, Q, M, L, D
hoặc hằng số
Ngõ ra của Timer

Q

OUT

BOOL

Q, M, L, D
Giá trị hiện hành của Timer

ET

OUT

TIME

Q, M, L, D

2.3.5.3. Bộ định thì trễ sườn xuống – TOFF
Khi ngõ vào IN tác động (từ trạng thái 0 lên 1) và duy trì trạng thái cho phép
TOFF hoạt động tới khi giá trị ET > PT thì ngõ ra Q đổi trạng thái xuống mức 0.

* Tham số bộ định thì
Tham số
Khai báo Kiểu dữ liệu
Vùng nhớ
Miêu tả

IN

IN

BOOL

I, Q, M, L, D

PT

IN

TIME

I, Q, M, L, D
hoặc hằng số

Ngõ vào cho phép Timer
hoạt động
Giá trị đặt trước cho Timer

Ngõ ra của Timer
Q

OUT

BOOL

Q, M, L, D
Giá trị hiện hành của Timer

ET

OUT

TIME

Q, M, L, D

2.3.5.4. Bộ định thì trễ sườn lên có nhớ - TONR
Khi ngõ vào IN tác động (từ trạng thái 0 lên 1) thì TONR bắt đầu hoạt động, nếu
thời gian tác động của ngõ vào IN < PT thì ET vẫn lưu lại và sẽ được cộng dồn cho tới
khi IN > PT thì ngõ ra của bộ định thì TONR sẽ chuyển trạng thái: thường đóng sẽ mở
(mức 0) và thường mở sẽ đóng lại (mức1).
* Tham số bộ định thì

Trang 24


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 - 1200

Tham số

IN

Khai báo

IN

Kiểu dữ liệu

BOOL

Vùng nhớ

Miêu tả

I, Q, M, L, D

Ngõ vào cho phép Timer
hoạt động
Ngõ vào thực hiện chế độ
Reset Timer.

R

IN

TIME

I, Q, M, L, D
hoặc hằng số
Giá trị đặt trước cho Timer

PT

IN

TIME

I, Q, M, L, D
hoặc hằng số
Ngõ ra của Timer

Q

OUT

BOOL

Q, M, L, D

ET

OUT

TIME

Q, M, L, D

Giá trị hiện hành của Timer

2.3.6. Lập trình ứng dụng với bộ đếm
2.3.6.1. Các phép toán so sánh

Tham số

Khai báo

Kiểu dữ liệu

<toán hạng 1>

IN

Int, DTnt,
Real,Word,
Dword, Time

I, Q, M, D, L Giá trị thứ nhất đem
hoặc hằng số so sánh

IN

Int, DTnt,
Real, Word,
Dword, Time

I, Q, M, D, L Giá trị thứ hai để so
hoặc hằng số sánh

<toán hạng 2>

Vùng nhớ

Miêu tả

a. So sánh bằng
Lệnh so sánh bằng được sử dụng để xác định giá trị thứ nhất <toán hạng 1> có
bằng giá trị của số thứ hai <toán hạng 2> hay không? Nếu điều kiên so sánh
thoải mãn, phép so sánh sẽ trả về kết quả logic bằng 1 và ngược lại bằng 0.
Ví dụ:

Trang 25