đồ án máy bán hàng tự động

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU
Tự động hoá là một trong những hướng phát triển chủ yếu hiện nay. Tự động
hoá cho phép sử dụng tối đa các tiềm năng sẵn có, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao đối
với trang thiết bị phục vụ sản xuất. Tự động hoá cho phép thực hiện các quá trình
công nghệ không có sự tham gia của con người. Trong việc tự động hoá hoàn toàn thì
vai trò của con người là quản lý và theo dõi hoạt động của các thiết bị và điều chỉnh
các cơ cấu có liên quan đến quy trình công nghệ.
Hiện nay,trong công nghiệp hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày
càng cao vào trong đời sống sinh hoạt sản xuất. Mặt khác với công nghệ thông tin,
công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một kiểu loại thiết bị, thiết
bị này đã đáp ứng được yêu cầu điều khiển nói trên, đó là thiết bị điều khiển khả trình
“PLC”.
Ngày nay để tiết kiệm thời gian, công sức cho những nhu cầu sinh hoạt hàng ngày, ho
vẫn chon đi chợ hay vào những cửa hàng tạp hoá,để không những mua mà còn ngắm
những loại mặt hàng mới mẻ và đa dạng. Bên cạnh đó, rất nhiều nơi tập trung rất đông
dân cư , với mật độ dân số rất đông thì những cửa hàng tạp hóa, những xe hàng đi
khắp nơi chào mời khách mua hàng đã trở nên vô cùng phổ biến, đó là sự cạnh tranh
không nhỏ đối với những gian hàng của máy bán hàng tự động.

1


Ưu điểm: Máy bán hàng tự động có thể đặt ở moi nơi và cung cấp hàng nhanh chóng
cho moi người.Bên cạnh đó máy bán hàng tự động với các sản phẩm với giá thành
cạnh tranh sẽ thu hút một số lượng lớn người tiêu dùng với tính linh hoạt, tiện lợi và
giá thành cạnh tranh.
Với sự góp mặt của máy này con người có thêm một khoảng thời gian làm việc
khác như hoc tập, nghiên cứu và làm các việc mà chúng ta chưa thể tự động hóa..vv.
Gần đây trên thị trường đã xuất hiện nhiều hệ thống bán hàng tự động, máy bán hàng

tự động rất đa dạng về nguồn gốc và chủng loại.Để đáp ứng được yêu cầu trên trong
phạm vi đồ án môn hoc nay tôi dùng thiết bị khả trình PLC để viết chương trình cho hệ
thống bán hàng tự động nên để tìm hiểu rõ ràng và phân tích kĩ hơn nên em sẽ thực
hiện nghiên cứu đề tài:“Máy bán hàng tự động “

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU MÁY BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG
1. Đặt vấn đề
-

Mô hình máy bán hàng tự động rất đa dạng về nguồn gốc và chủng loại, lần đầu
thực hiện nghiên cứu đề tài “Thiết kế trang bị hệ thống bán hàng tự động”
Để giải quyết vấn đề trên ta cần một hệ thống linh hoạt chính xác, đáp ứng được
nhu cầu của khách hàng

2. Một số mô hình máy bán hàng tự động
2.1 Máy bán lon nước tự động.

2


2.2 Máy bán bánh kẹo

3


2.3 Máy bán nước tự động

2. 4 Kết luận
4

Mỗi loại máy bán hàng tự động có chức năng nhiệm vụ khác nhau thì cấu tạo và
chương trình điều khiển cũng khác nhau nhưng nó có chung bản chất như sau:
- Bài toán 1: + Nhận dạng tiền đầu vào và trả tiền thừa
+ Ghi nhận yêu cầu của khách hàng
- Bài toán 2: Cấp hàng theo yêu cầu đặt ra
+ Cấp đúng loại hàng
+ Cấp đủ số lượng hàng

3. Đặt bài toán điều khiển
Máy bán hàng tạp hóa: Bài toán đặt ra trong giới hạn chỉ sử dụng 2 loại tiền ở đầu
vào và có 3 loại sản phầm đầu ra
- Yêu cầu công nghệ:
+ Nhận dạng tiền 5k; 10k
+ Số loại sản phầm A;B;C
+ Xử lý đếm và trả tiền thừa chính xác
+Dễ sử dụng.
+ Xử lý lỗi cũng như sự cố xảy ra
1.1.

Mô tả hoạt động của hệ thống

- Khi cấp nguồn cho máy, thì plc hoạt động , khi bỏ tiền vào thì cảm biến nhận tiền
kích hoạt plc truyền tín hiệu đến máy đếm tiền ( máy đếm tiền chỉ nhận 5000d và
10000đ) đồng thời plc kích mạch hiển thị led 7 đoạn hiện số tiền mà khách hàng bỏ
vào.
- Khi khách hàng chon sản phẩm nào thì nhấn nút sản phẩm đó,số lượng bao nhiêu thì
nhấn nút từng ấy lần,sau đó nhấn nút enter thì kích hoạt plc và plc vận đóng van
solenoid cơ cấu đẩy hàng mà khách chon, cùng lúc đó plc cho động cơ của cảm biến
thối tiền hoạt động

- Khi khách hàng không muốn mua nữa thì nhấn nút cancel kích vào plc lúc đó plc
cho động cơ cảm biến hoạt động kích cảm biến thối tiền đếm tiền thối ra cho khách
hàng. Còn dư bao nhiêu thì động cơ quay và cảm biến thối tiền đếm tiền bấy nhiêu.
- Máy bán hàng này, khách hàng chỉ được mua một lần hành trình hoạt động của máy
lặp lại ban đầu.
Cách thao tác máy bán hàng tự động
• Trình tự thao tác trên máy của khách hàng
1 Khách hàng bỏ tiền đồng vào máy.
2 Khách hàng đã bỏ đủ tiền thì chon hàng
3 Bấm nút vào loại hàng đã chon

5


4 Khách hàng không đủ tiền hoặc không thích mua thì bấm nút
cancle(không đồng ý)
• Trình tự thực hiện của máy
1.Khi nhận được tiền( máy chỉ nhận 5000đ và 10000đ) , máy sẽ lưu vào biến
tổng số tiền và hiển thị số tiển trên máy thông qua màn hình led, đồng thời cho phép
các nút chon hàng hoạt động.
2.Khi khách hàng đã bỏ đủ tiền thì có thể chon mua hàng hoặc chưa đủ tiền thì
đèn sẽ báo nạp tiền thêm, còn không thì nhấn nút cancle trả tiền lại
3.Khách hàng đã đủ tiền, chon loại hàng nào thì nhấn vào loại hàng đó. Máy
sẽ tính toán lượng tiền bỏ vào trừ đi số tiền loại hàng máy đã bán mà khách hàng yêu
cầu, nếu có tiền thừa thì trả lại(tiền sẽ trả lại sau khi hàng đã mua)
4.Nếu khách hàng huỷ các thao tác mua hàng bằng cách nhấn nút cancel máy
sẽ trả lại toàn bộ tổng số tiền mà khách hàng đã bỏ vào máy.
Bản vẽ mô tả hệ thống
Cấu tạo cơ bản của 1 máy bán nước:

Đa số các máy bán hàng tự động đều có cấu tạo từ các thành phần cơ bản
sau:
+ Bộ xử lý trung tâm
+ Nguồn cung cấp
+ Các cảm biến
+ Bàn phím
+ Hiển thị
+ Điều khiển động cơ
6


+ Nhận dạng và tính tiền
+ Đưa hàng ra ngoài
+ Trả tiền thừa
Mô hình sơ đồ khối

7


CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MÁY
BÁN HÀNG TỰ ĐỘNG
1. Giới thiệu thiết bị điều khiển lập trình PLC S7-200
PLC viết tắt của Programmable logic controller là thiết bị điều khiển logic khả
trình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn
ngữ lập trình, bộ điều khiển thoả mãn các yêu cầu:
-

Lập trình dễ dàng với ngôn ngữ lập trình dễ hoc.

-

Gon nhẹ, dễ dàng tu sửa, bảo quản.

-

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 với các thiết bị thông tin, máy tính, nối mạng các modul mở rộng.

-

Giá cả phù hợp.

Bộ điều khiển lập trình PLC được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển
truyền thống dùng rơ le và thiết bị cồng kềnh, nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết
bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản. PLC còn thực
hiện các tác vụ định thì và đếm làm tăng khả năng điều khiển, thực hiện logic được lập
trong chương trình và đưa ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng.
Cơ sở của việc sử dụng PLC:
Trong công nghiệp trước đây, các hệ thống điều khiển số thường được cấu tạo trên
cơ sở các rơle và các mạch logic điện tử kết nối với nhau theo nguyên lý làm việc của
hệ thống. Điều đó có nghĩa là: Quan hệ giữa các biến vào và các biến ra tuân theo một
hàm số, mà hàm số này chính được xác định bởi luật kết nối giữa các phần tử logic.
8

( y1 , y2 , ... yn ) = f( x1 , x2 , ... , xn ).
Như vậy đối với mục đích điều khiển xác định thì hàm f là cố định. Đối với các hệ
thống làm việc đơn giản và làm việc độc lập thì việc sử dụng các phần tử có sẵn liên
kết cứng với nhau có nhiều ưu điểm về giá thành. Tuy nhiên trong các hệ thống điều
khiển phức tạp nhiều chức năng thì những cấu trúc theo kiểu cứng có nhiều nhược
điểm như:
- Hệ thống cồng kềnh, đấu nối phức tạp dẫn đến độ tin cậy kém.
- Trường hợp cần thay đổi chức năng của hệ thống hoặc sửa chữa các hư hỏng thì phải
dừng cả hệ thống để đấu nối ...
Hiện nay với sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử đ. cho phép chế tạo các hệ vi
xử lý liên tiếp, dựa trên cơ sở của bộ vi xử lý, các bộ điều khiển logic có khả năng lập
trình được (PLC) đã ra đời, cho phép khắc phục được rất nhiều những nhược điểm của
các hệ điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC đã trở nên rất phổ biến trong
công nghiệp tự động hoá. Có thể liệt kê các ưu điểm chính của việc sử dụng PLC gồm:
- Giảm bớt việc đấu nối dây khi thiết kế hệ thống, giá trị Logic của nhiệm vụ điều
khiển được thực hiện trong chương trình thay cho việc đấu nối dây.
- Tính mềm dẻo cao trong hệ thống
- Bộ nhớ
- Bộ vào ra.

Trạng thái tín hiệu vào được nhận biết và chứa trong bộ nhớ, nơi PLC thực hiện các
lệnh logic được lập trình để xử lý các tín hiệu vào máy và tạo ra các tín hiệu ra để điều
khiển các thiết bị liên quan.
* Cấu trúc PLC bao gồm:
9


Đối với PLC cỡ nhỏ các bộ phận thường được kết hợp thành một khối. Cũng có một

số hạng thiết kế PLC thành từng mô đun để người sử dụng có thể lựa chon cấu hình
PLC cho phù hợp mà ít tốn kém nhất, đồng thời đáp ứng được yêu cầu ứng dụng. Một
bộ PLC có thể có nhiều mô đun nhưng thành phần cơ bản nhất của phần cứng trong bộ
PLCbao giờ cũng có các khối sau:

Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC gồm có 4 khối chính đó là: Khối nguồn, khối vi xứ lý
– bộ nhớ, khối đầu vào, khối đầu ra. Thông thường các tín hiệu xuất nhập đều ở dạng
số (1-0) còn nếu tín hiệu là dạng liên tục thì ta cần gắn các khối xuất nhập ở dạng liên
tục (Analog)
1.1. Mô đun nguồn (Moudule):
Là khối chức năng dùng để cung cấp nguồn và ổn định điện áp cho PLC hoạt động.
trong công nghiệp người ta thường dùng điện áp 24V một chiều. Tuy nhiên cũng có bộ
PLC sử dụng điện áp 220V xoay chiều.
1.2. Mô đun CPU (Centrol rocessor Unit Module ):
Bao gồmbộ vi xử lý và bộ nhớ:
* Bộ vi xử lý (CPU ): CPU là một bộ não của PLC. Nó điều khiển và kiểm soát tất cả
moi hoạt động bên trong của PLC. Nó thực hiện những lệnh đoc được chương trình
hoá lưu trữ bên trong bộ nhớ, một hệ thống BUS mang thông tin đến và kết nối từ
CPU, bộ nhớ và bộ xuất nhập cung chịu sự điều khiển của CPU. CPU được cung cấp
10


bởi một tần số đồng bộ do tinh thể thạch anh bên ngoài hay một bộ dao động RC.
Mạch dao động này có nhiệm vụ tạo ra tần số dao động từ 1- 8 MHZ, tuỳ thuộc vào bộ
vi xử lý đ. được sử dụng và phạm vi sử dụng. Một CPU bao gồm 3 thành phần riêng
biệt sau:
Bộ khiển (CU- Control Unit ) gồm khối soạn lệnh và ngăn xếp có nhiệm vụ lấy
lệnh ra từ bộ nhớ và xác định kiểu lệnh.
Bộ lý luận và số hoc (AlU) để thực hiện các phép toán số hoc và logic như: cộng
trừ, AND, OR, NOT,…

Bộ nhớ có tốc độ cao, kích thước nhỏ để lưu các kết quả tạm thời và các thông tin
điều khiển.
Để thực hiện một lệnh nào đó CPU phải tuân thủ các b-ớc lệnh sau:
- Lấy lệnh từ bộ nhớ và thanh ghi lệnh
- Thay đổi bộ đếm chương trình để chỉ đến lệnh kế tiếp.
- Xác định kiểu lệnh vừa lấy.
- Xác định dữ liệu mà lệnh yêu cầu và xác định vị trí dữ liệu trong bộ nhớ.
- Nếu lệnh cần dữ liệu trong bộ nhớ thì nạp nó vào thanh ghi của CPU.
- Thực hiện lệnh.
- Lưu trữ kết quả ở nơi thích hợp.
- Trở về bước một để thực hiện lệnh kế tiếp.
* Bộ nhớ: Bao gồm bộ nhớ chứa chương trình và bộ nhớ dữ liệu,... Đơn vị nhỏ
nhất của bộ nhớ là bít có giá trị “1” (hoặc “0”). Nhiều bít hợp theo hàng và cột
tạo thành một khối bộ nhớ. Nội dung bộ nhớ có thể đoc ra hoặc ghi vào. Mỗi bit
được nghĩa một địa chỉ riêng để bộ nhớ dễ quản lý.
Có hai loại bộ nhớ như sau:
- Bộ nhớ RAM (Random Access Memory): Ram là bộ nhớ chính trong moi máy
tính. Kể cả PLC. Bộ nhớ RAM có lợi là dung lượng lớn nhưng giá rẻ. Ram là loại bộ
nhớ có thể đoc ghi chương trình một cách dễ dàng. Tuy nhiên dữ liệu trong Ram sẽ bị
xoá sạch khi có sự cố về điện. Vì vậy muốn lưu trữ chương trình điều khiển trong bộ
nhớ Ram thì người ta dùng phương pháp nuôi bộ nhớ Ram bằng 1 nguồn Pin. Nếu cần
lưu trữ dài thì ta dùng loại pin có chất lượng cao...
- Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): Rom là bộ nhớ chỉ đoc. Bộ nhớ này có đặc
tính trái ngược với bộ nhớ Ram là rất khó xoá, nên khi có sự cố về điện thì nội dung
chương trình vẫn còn trong bộ nhớ. Nhưng hiện nay người ta có thể thay đổi nội dung
của nó. Tuỳ thuộc vào cách tạo nội dung, cách xoá nội dung, cách nạp nội dung mới
11


vào nó mà ta có các loại bộ nhớ Rom khác nhau như: PROM, EPROM, RPROM,

EEROM, EAROM.
Điển hình ở đây ta xét 2 loại bộ nhớ ROM được dùng rộng rãi trong các PLC là
EPROM và EEPROM.
+ EPROM (Erasable Programmble Read - Only Memory): Bộ nhớ Rom có thể
xoá nội dung chương trình. Nó được xoá bằng tia cực tím, sau khi nội dung cũ được
xoá thì người ta dùng một thiết bị đặc biệt để ghi nội dung chương trình mới vào trong
Rom. Loại này rất phức tạp vì phải dùng thiết bị đắt tiền.
+ EEPROM ( Electrically Erasable Programmble Read - Only Memory): Bộ nhớ
loại này cũng giống như bộ nhớ EPROM nhưng phương thức xoá nộidung chương
trình đơn giản hơn. Tức là nó được xoá bằng điện và việc nạp một chương trình mới
cho nó cũng đơn giản. Ngoài hai loại trên trong các PLC người ta còn thường dùng
FLASH EROM. đối với những bộ điều khiển logic theo chương trình thuộc loại lớn có
thể có nhiều Module CPU nhằm tăng tốc độ xử lý.
1.3. Mô đun nhập (Input Module ):
Các cảm biến (Sensors) được nối với Module ngõ vào của PLC. Thông thường một
Module nhập có 8 ngõ vào hoặc 16 ngõ vào hoặc có thể hơn nữa tuỳ thuộc vào yêu cầu
của người sử dụng mà chon cho phù hợp. Đối với những ứng dụng nhỏ thì cần khoảng
16 ngõ vào, ứng dụng trung bình thì cần khoảng 80 ngõ vào, ứng dụng cỡ dùng các
cuộn dây Rơle cho ngõ vào. Điện áp hoạt động đưa vào các cuộn dây này thường vào
khoảng 24 VDC với dòng vào vài mA (6mA), rất bé so với dòng tiêu thụ qua cuộn dây
trong rơle thực tế. Cũng có PLC hoạt động với điện áp 220VAC. Mặc dù điện áp cao
như vậy nhưng vẫn đảm bảo an toàn cho mạch điện tử của PLC vì người ta sử dụng
các linh kiện cách ly (Optocoupler).
Theo tiêu chuẩn công nghiệp với điện áp 24VDC, người ta quy định:
- Điện áp từ 0 ữ 5 VDC thể hiện logic 0 ở ngõ vào.
- Điện áp từ 11 ữ 30 VDC thể hiện logic 1 ở ngõ vào
1.4. Mô đun xuất (Output Module):
Trong PLC thì Module xuất cũng hết sức quan trong không kém Module nhập. Nó có
thể có 8 hoặc 16 ngõ ra mà trên một Module xuất, do vậy người sử dụng có thể kết nối
nhiều module lại với nhau để được số ngõ ra phù hợp. Đối với những ứng dụng nhỏ thì

cần 16 ngõ ra. Những ứng dụng lớn hơn có thể dùng tới 26 hoặc 256 ngõ ra. Cũng
giống như Module nhập thì các ngõ ra của Module xuất là các tiếp điểm của rơle, khả
năng chịu tải lớn 220V/1A. Nếu muốn khống chế phụ tải cú công suất lớn thì thông
qua các thiêt bị trung gian như: CTT. Aptomat. Triac....
Ngoài ra còn có PLC với ngõ ra là tín hiệu điện: logic 0 ứng với điện áp từ 0-0,8V và
12


logic 1 ứng với điện áp từ 12 - 28V với dòng ra có khi lên tới 300mA. Dải điện áp cấp
nguồn từ 12V - 28 V.

1.5. Đáp ứng của ngõ vào ra của thiết bị lập trình:
Ngõ vào của PLC tiếp nhận các tín hiệu từ các Sensors, từ sự đóng ngắt các tiếp điểm
của nút bấm Start, Stop, Emergency Stop. Từ cảm biến hành trình,.. Để chống rung ở
ngõ vào. PLC có một mạch loc ở ngõ vào do đó làm chậm thời gian đáp ứng của nó
( từ 100 às đến 25,5 ms). Nếu cần PLC cũng có những ngõ vào chuyên dùng với tốc độ
đáp ứng nhanh. Đáp ứng ở ngõ ra đủ nhanh (cỡ ms),đạt yêu cầu đối với ứng dụng điều
khiển các cơ cấu chấp hành trong thiết bị tự động hoá công nghiệp. Đáp ứng ngõ vào:
(Bằng đi ốt quang-Mạch chuyển đổi)
Công tắc chọn chế độ làm việc của PLC:
Có 3 vị trí cho phép chon các chế độ làm việc khác nhau trên PLC.
- RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC S7-200 sẽ chuyển
khỏi chế độ RUN sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố, hoặc trong chương trình
gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắc ở chế độ RUN. Nên quan sát trạng thái
thực tại của PLC theo đèn báo.
- STOP vị trí cưỡng bức PLC dừng công việc thựuc hiện chương trình đang chạy và
chuyển sang chế độ STOP. ở chế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình
hoặc nạp một chương trình mới.
- TERM cho phép máy lập trình tự quyết định một trong chế độ làm việc cho PLC
hoặc ở RUN hoặc ở STOP.

Cấu trúc bộ nhớ PLC:
Bộ điều khiển lập trình S7-200 được chia thành 4 vùng nhớ. Với 1 tụ có nhiệm vụ duy
trì dữ liệu trong thời gian nhất định khi mất nguồn bộ nhớ S7- 200 có tính năng động
cao, đoc và ghi trong phạm vi toàn vùng loại trừ các bít nhớ đặc biệt SM (Special
Memory) chổ có thể truy nhập để đoc.

13


* Vùng chương trình: Là vùng bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình
vùng này thuộc bộ nhớ trong đoc và ghi được
* Vùng tham số: Là vùng lưu trữ các tham số như : từ khoá, địa chỉ trạm… cũng giống
như vùng chương trình thuộc bộ nhớ trong được đoc và ghi được.
Vùng dữ liệu: Là vùng nhớ động được sử dụng cất các dữ liệu của chương trình bao
gồm các kết quả các phép tính nó đ-ợc truy cập theo từng bit từng byte vùng này được
chia thành những vùng nhớ với các công dụng khác nhau.
Vùng I (Input image register): Là vùng nhớ gồm 16 byte I (đoc/ghi): I.O - I.15
Vùng Q (Output image register): Là vùng nhớ gồm 16 byte Q (đoc/ghi): Q.O - Q.15
Vùng M (Internal memory bits): là vùng nhớ gồm có 32 byte M (đoc/ghi): M.O - M.31
Vùng V (Variable memory): Là vùng nhớ gồm có 10240 byte V (đoc/ghi): V.O V.10239
Vùng SM: (Special memory): Là vùng nhớ gồm:
- 194 byte của CPU chia làm 2 phần: SM0 – SM29 chỉ đoc và SM30 – SM194
đoc/ghi.
- SM200-SM549 đoc/ghi của các module mở rộng
* Vùng đối tượng: Là timer (định thì), counter (bộ đếm) tốc độ cao và các cổng vào/ra
tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng vùng này không thuộc kiểu non –volatile
nhưng đoc ghi được.
- Timer (bộ định thì): đoc/ghi T0 - T255
- Counter (bộ đếm): đoc/ghi C0 - T255
- Bộ đệm vào analog (đoc): AIW0 - AIW30

- Bộ đệm ra analog (ghi): AQW0 - AQW30
- Accumulator (thanh ghi): AC0 - AC3
14


- Bộ đếm tốc độ cao: HSC0 - HSC5
Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte, từng
từ đơn (word – 2byte), từ kép (Double word).
PLC thực hiện chương trình:
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được goi là vòng
quét (scan). Bắt đầu mỗi vòng quét là việc quét các tín hiệu vào. Trong quá trình quét
này trạng thái hiện thời của mỗi tín hiệu vào được chứa trong bảng ảnh. Việc quét các
đầu vào này rất nhanh, việc quét phụ thuộc vào các modull vào, xung nhịp cũng như
các đặc tính riêng của mỗi loại CPU. Tiếp theo CPU thực hiện chương trình sử dụng.
Công việc này thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng của chương trình (lệnh
MEND). Như vậy thời gian thực hiện chương trình sẽ phụ thuộc vào độ dài chương
trình, độ phức tạp của các lệnh, và đặc tính kỹ thuật của từng loại CPU.

Trong quá trình thực hiện chương trình CPU luôn làm việc với bảng ảnh ra. Tiếp
theo của việc quét chương trình là truyền thông nội bộ và tự kiểm tra lỗi. Vòng quét
được kết thức bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi. Những trường
hợp cần thiết phải cập nhật modull ra ngay trong quá trình thực hiện chương trình. Các
PLC hiện đại sẽ có sẵn các lệnh để thực hiện điều này.
Tập lệnh của PLC chứa các lệnh ra trực tiếp đặc biệt, lệnh này sẽ tạm thời dừng
hoạt động bình thường của chương trình để cập nhật modull ra, sau đó sẽ quay lại thực
hiện chương trình. Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét goi là
thời gian vòng quét (Scan time). Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải
vòng quét nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Có vòng
quét được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanhtuỳ thuộc vào số lệnh
trong chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu được truyền thông trong

vòng quét đó. Một vòng quét chiếm thời gian quét ngắn thì chương trình điều khiên
được thực hiện càng nhanh.
Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với
cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc
truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý.
15


Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng moi công việc khác, ngay cả
chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra.
Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt được
soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ
được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất
cứ điểm nào trong vòng quét.
2. Tập lệnh cơ bản dùng trong thiết bị điều khiển khả trình PLC S7-200.
2.1 Cấu trúc chương trình:
Chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính (main
program) sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt.
Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND).
Chương trình con là một bộ phận của chương trình. Các chương trình con phảI
được viết sau lệnh kết thúc ch-ơng trình chính đó là mệnh (MEND).
Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình, nếu cần sử dụng
chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc MEND.
Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình
chính, sau đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt bằng cách viết như vậy cấu trúc
chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đoc chương trình có thể trộn
lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính.

16

1.6 - Phương pháp lập trình PLC với phần mềm STEP7-Micro/WIN 32
Phương pháp lập trình PLC với phần mềm STEP7-Micro/WIN 32:
- Cách lập trình cho S7-200 dựa trên hai ph-ơng pháp cơ bản: Phương pháp hình
thang (ladder logic – viết tắt là LAD) và phương pháp liệt kê lệnh (Statement List viết
tắt là STL) và phương pháp thứ 3 mà không được dùng thông dụng là phương pháp sơ
đồ khối chức năng (Funtion Block Diagram viết tắt là FBD).
- Chương trình được viết theo kiểu LAD thiết bị lập trình sẽ tạo ra một chương trình
theo kiểu STL tương ứng. Nhưng ngược lại không phải tất cả các chương trình viết
theo kiểu STL đều có thể chuyển sang dạng LAD.
* Phương pháp LAD: LAD là ngôn ngữ lập trình đồ hoạ những thành phần cơ bản
dùng trong LAD tương ứng với các thành phần cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic
như sau:
- Tiếp điểm: Là biểu tượng (Symbol) mô tả các tiếp điểm rơle các tiếp điểm có thể
thường đóng:

-Cuộn dây (coil): là biểu tượng

mô tả rơle 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 thường là các bộ thời gian (timer), bộ đếm (counte) và các hàm toán
17


hoc:

- Mạng LAD: là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồn
bên trái sang nguồn bên phải dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đến các cuộn dây

hoặc các hộp trở về bên phải nguồn.
+ Phương pháp liệt kê lệnh STL: Phương pháp liệt kê (STL) là phương pháp thực hiện
chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình kể cả
những lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC.
Để tạo một chương trình dạng STL người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử
dụng của ngăn xếp logic của S7-200 (S0 - S8).
Ngăn xếp lôgic là một khối gồm 9 bit chồng lên nhau. Tất cả các thuật toán liên quan
đến ngăn xếp, đều chỉ làm việc với bit đầu tiên hoặc với bit đầu và bit thứ hai của ngăn
xếp (S0 - S1) giá trị logic mới đều có thể được gửi vào ngăn xếp.
+ Phương pháp FBD: Dùng các phần tử logic để viết chương trình ví dụ các mạch
AND, OR, NOT.
1.7 .Cú pháp lệnh cơ bản trong PLC S7-200.
Hệ lệnh của S7-200 được chia làm 3 nhóm:
- Nhóm lệnh không điều kiện: Các lệnh mà khi thực hiện thì làm việc độc lập
không phụ thuộc vào giá trị logic của ngăn xếp.
- Nhóm lệnh có điều kiện: Các lệnh chỉ thực hiện đ-ợc khi bit đầu tiên của ngăn
xếp có giá trị logic bằng 1.
- Nhóm lệnh đặt nhãn: Các nhãn lệnh đánh dấu vị trí trong tập lệnh.
Trong các bảng lệnh còn mô tả sự thay đổi t-ơng ứng của nội dung ngăn xếp khi
lệnh được thực hiện. Cả hai phương pháp LAD và STL đều sử dụng ký hiệu I để chỉ
việc thực hiện tức thời (Immediateli) tức là giá trị được chỉ dẫn trong lệnh vừa được
chuyển vào thanh ghi ảo vừa đồng thời được chuyển đến tiếp điểm chỉ dẫn trong lệnh
ngay khi lệnh đượcthực hiện chứ không phải chờ đến giai đoạn trao đổi với ngoại vi
của vòng quét. Điều đó khác với lệnh không tức thời là giá trị được chỉ định trong lệnh
chỉ được chuyển vào thanh ghi ảo khi thực hiện lệnh.
18


19

20


21


22


23


Các lệnh Timer, Counter
* Timer
Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều khiển
thường được goi là khâu trễ. Nếu ký hiệu tín hiệu (lôgic) vào là x (l) và thời gian trễ là
24


t thì tín hiệu đầu ra của Timer là x (l-t). Trong S7-200 có hai loại Timer khác nhau:
- Timer tạo thời gian trễ không có nhớ ( On-Delay Timer ), ký hiệu là TON.
- Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Retentive On-Delay Timer), ký hiệu là TONR.
Hai loại Timer này phân biệt nhau bởi phản ứng của chúng đối với tín hiệu vào. Cả
hai loại đều bắt đầu tạo thời gian trễ từ thời điểm có sườn lên của tín hiệu vào. Nhưng
TON sẽ tự Reset khi đầu vào có mức logic 0, còn TONR thì không tự Reset khi mất tín
hiệu vào. TON được dùng để tạo thời gian trễ trong một khoảng thời gian, còn TONR
thời gian trễ được tạo ra trong nhiều khoảng khác nhau. Trong phần này chúng ta chỉ
nghiên cứu loại Timer TON.

Cú pháp khai báo Timer trong LAD và STL như sau:

25