Đồ án học phần 1A đề tài PLC

Đồ án học phần 1A đề tài PLC

Đồ án học phần 1A

Đề tài PLC

Mục Lục

CHƯƠNG MỘT: TỔNG QUAN VỀ PLC 3

1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC 3

2 CẤU TRÚC - NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PLC 5

3 CÁC HOẠT ĐỘNG XỬ LÝ BÊN TRONG PLC 9

CHƯƠNG HAI: TÌM HIỂU SƠ LƯỢC VỀ PCL S7-200 CỦA SIEMEN 11

1 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG S7-200 11

2 CẤU TRÚC BỘ NHỚ S7-200 14

CHƯƠNG BA: TÌM HIỂU TẬP LỆNH PLC S7-200 CỦA SIEMEN 16

1 CÁC LỆNH CƠ BẢN 16

2 CÁC LỆNH NÂNG CAO 27

CHƯƠNG BỐN: PHẦN MỀN LẬP TRÌNH PLC S7-200 42

1 PHẦN MỀN CÀI ĐẶT Step 7 Micro Win V4.0 42

2 CÁCH SỪ DỤNG PHẦN MỀN Step 7 Micro Win 46

CHƯƠNG NĂM: PHẦN MỀN MÔ PHỎNG PLC S7-200 55

1 GIỚI THIỆU 55

2 TRÌNH TỰ THỰC HIỆN KHI MÔ PHỎNG 55

CHƯƠNG SÁU: ỨNG DỤNG PLC S7-200 TRONG MÔ HÌNH THANG MÁY 61

1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH 61

2 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH 62

3 QUY ƯỚC CÁC NGỎ RA – VÀO KHI KẾT NỐI PLC 63

4 SƠ ĐỒ MẠCH LẬP TRÌNH TRONG STEP 7 63

5 CHƯƠNG TRÌNH LẬP TRÌNH 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

CHƯƠNG MỘT: TỔNG QUAN VỀ PLC

1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC

PLC viết tắt của Programmable Logic Controlle, là thiết bị điều khiển lập trìnhđược (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thôngqua một ngôn ngữ lập trình Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình

tự các sự kiện Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tácđộng vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiệnđược đếm Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điềukhiển 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 tínhiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình

Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối ( bộ điều khiểnbằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau :

- Lập trình dể dàng , ngôn ngữ lập trình dể học

- Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản , sửa chữa

- Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp

- Hoàn toàn tin cậy trog môi trường công nghiệp

- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như : máy tính, nối mạng, các

mô Modul mở rộng

- Giá cả có thể cạnh tranh được

Các thiết kế đầu tiên là nhằm thay thế cho các phần cứng Relay dây nối và cácLogic thời gian Tuy nhiên, bên cạnh đó việc đòi hỏi tăng cường dung lượng nhớ vàtính dể dàng cho PLC mà vẫn bảo đảm tốc độ xử lý cũng như giá cả … Chính điềunày đã gây ra sự quan tâm sâu sắc đến việc sử dụng PLC trong công nghiệp Các tậplệnh nhanh chóng đi từ các lệnh logic đơn giản đến các lệnh đếm , định thời , thanhghi dịch … sau đó là các chức năng làm toán trên các máy lớn … Sự phát triển cácmáy 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 điềukhiển hoặc xử lý hệ thống Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xácđịnh bởi một chương trình Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC,PLC sẽ thực hiện viêc điều khiển dựa vào chương trình này Như vậy nếu muốn thayđổi hay mở rộng chức năng của qui trình công nghệ , ta chỉ cần thay đổi chương trìnhbên trong bộ nhớ của PLC Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiệnmột cách dể dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nốihay Relay

Hiện nay với sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử đã cho phép chế tạo các

hệ vi xử lý liên tiếp, dựa trên cơ sở của bộ vi xử lý, các bộ điêu khiển logic có khảnẳng lập trình được (PLC) đã ra đời, cho phép khắc phục được rất nhiều nhược điểmcủa các hệ điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC đã trở nên rất phổ biếntrong công nghiệp tự động hoá Có thể liệt kế các ưu điểm chính của việc sử dụngPLC gồm:

- Giảm bớt việc đấu nối dây khi thiết kế hệ thống, giá trị logic của nhiệm vụ điềukhiển được thực hiện trong chương trình thay cho việc đấu nối dây

- Tính mềm dẻo cao trong hệ thống

- Bộ nhớ: Cổng ngắt và đếm tốc độ cao khối vi xử lý trung tâm

- Hệ điều hành Bộ đếm vào – ra Bộ định thời Bộ đếm Bit cơ Cổng vào ra

Onboard Quản lý ghép nối Bus của PLC

Bộ đếm

vào-ra

Bộ định thời

2 CẤU TRÚC - NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PLC

Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC

Các Modul vào /ra

Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm môt đơn vị lập trình bằngtay hay bằng máy tính Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứađựng chương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung Nếu đơn vị lập trình là đơn vịxách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi nào chương trình đãđược kiểm tra và sẳn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC Đối với cácPLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hổ trợ cho việc viết, đọc và kiểm trachương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458, … Đối với PLC cỡ nhỏ các bộ phận thường được kết hợp thành một khối Cũng cómột số hãng thiết kế PLC thành từng mô đun để người sử dụng có thể lựa chọn cấuhình 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 cứngtrong bộ PLC bao giờ cũng có các khối sau:

Nguồn cung cấp

Nhớ chương trình

Mô đun nhập dữ liệu

xử lý – bộ nhớ, khối đầu vào, khối đầu ra Thông thường các tín hiệu xuất nhập đầu ở

dạng số (1- 0), còn nếu tín hiệu là dạng liên tục thì ta cần gắn các khối xuất nhập ởdạng liên tục (Analog).

 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

 Mô đun CPU (Centrol rocessor Unit module):

Bao gồm bộ vi xử lý và bộ nhớ

 Mô đun nhập: (Input Module)

Tín hiệu vào: Các tín hiệu đầu vào nhận các thông tin điều khiển bên ngoài dạng tínhiệu Logic hoặc tín hiệu tương tự Các tín hiệu Lôgic có thể từ các nút ấn điều khiểncác công tắc hành trình, tín hiệu báo động, các tín hiệu của các quy trình công nghệ,…Các tín hiệu tương tự đưa vào của PLC có thể là tín hiệu điện áp từ các căn nhiệt đểđiều chỉnh nhiệt độ cho một lò nào đó hoặc tín hiệu từ máy phát tốc, cảm biến

 Mô đun xuất (Output Module):

Trong PLC thì Module xuất cũng hết sức quan trọng không kém module nhập Nó cóthể có 8 hoặc 16 ngõ ra mà trên một Module xuất, do vậy người sử dụng có thể kếtnối nhiều module lại với nhau để được số ngõ ra phù hợp Đối với những ứng dụngnhỏ 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 củarơle, khả năng chịu tải lớn 220V/1A Nếu muốn khống chế phụ tải công suất lớn thìthông qua các thiết bị trung gian như: CTT Aptomat Triac…

b Nguyên lý hoạt động của PLC

Hình 3: Chu kỳ thực hiện vòng quét của CPU trong bộ PLC

Trong quá trình thực hiện chương trình CPU luôn làm việc với bảng ảnh ra Tiếp theocủa việc quét chương trình là truyền thông nội bộ và tự kiểm tra lỗi Vòng quét đượckết thúc bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi Những trường hợpcần thiết phải cập nhật module ra ngay trong quá trình thực hiện chương trình CácPLC hiện đại sẽ có sẵn các lệnh để thực hiện điều này Tập lệnh của PLC chứa cáclệnh ra trực tiếp đặc biệt, lệnh này sẽ tạm thời dừng hoạt động bình thường củachương trình để cập nhật module ra, sau đó sẽ quay lại thực hiện chương trình Thờigian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scantime) Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũng đượcthực hiện trong một khoảng thời gian như nhau Có vòng quét được thực hiện lâu, cóvòng quét được thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh trong chương trình được thựchiện, vào khối lượng dữ liệu được truyền thông trong vòng quét đó Một vòng quétchiếm thời gian quét ngắn thì chương trình điều khiển được thực hiện càng nhanh.Nguyên lý hoạt động dựa trên các bộ phận sau :

 Đơn vị xử lý trung tâm

CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm trachương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trongchương trình , sẽ đóng hay ngắt các đầu ra Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới cácthiết bị liên kết để thực thi Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vàochương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ

7

Nếu môt modul đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus , nó sẽchuyển tất cả trạnh thái đầu vào của nó vào Data Bus Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu

ra xuất hiện trên Address Bus, modul đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Databus Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt độngcủa PLC

Các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một thời gianhạn chế

Hê thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và I/O Bêncạch đó, CPU được cung cấp một xung Clock có tần số từ 118 MHZ Xung này quyếtđịnh tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời, đồng hồ của hệthống

 Bộ nhớ

PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp :

Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O

Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi cácRelay

Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong

bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ

Địa chỉ của từng ô nhớ sẽ được trỏ đến bởi một bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi

xử lý Bộ vi xử lý sẽ giá trị trong bộ đếm này lên một trước khi xử lý lệnh tiếp theo Với một địa chỉ mới , nội dung của ô nhớ tương ứng sẽ xuất hiện ở đấu ra, quá trìnhnày được gọi là quá trình đọc

Bộ nhớ bên trong PLC được tạo bỡi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch này có khảnăng chứa 2000 ÷ 16000 dòng lệnh , tùy theo loại vi mạch Trong PLC các bộ nhớnhư RAM, EPROM đều được sử dụng

RAM (Random Access Memory ) có thể nạp chương trình, thay đổi hay xóa bỏ nộidung bất kỳ lúc nào Nội dung của RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuôi bị mất Đểtránh tình trạng này các PLC đều được trang bị một pin khô, có khả năng cung cấpnăng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng đến vài năm Trong thực tế RAM được dùng

để khởi tạo và kiểm tra chương trình Khuynh hướng hiện nay dùng CMOSRAM nhờkhả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn

EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) là bộ nhớ mà người sửdụng bình thường chỉ có thể đọc chứ không ghi nội dung vào được Nội dung củaEPROM không bị mất khi mất nguồn , nó được gắn sẵn trong máy , đã được nhà sảnxuất nạp và chứa hệ điều hành sẵn Nếu người sử dụng không muốn mở rộng bộ nhớthì chỉ dùng thêm EPROM gắn bên trong PLC Trên PG (Programer) có sẵn chổ ghi

và xóa EPROM

Môi trường ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoạc đĩa mềm, được sử dụng trong máylập trình Đĩa cứng hoăc đĩa mềm có dung lượng lớn nên thường được dùng để lưunhững chương trình lớn trong một thời gian dài

 Kích thước bộ nhớ :

Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 ÷1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo Các PLC loại lớn có kích thước từ 1K ÷ 16K, có khả năng chứa từ 2000 ÷16000dòng lệnh

Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM , EPROM

 Các ngỏ vào ra I / O

Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các modul ( các đầu vào củaPLC ) , các cơ cấu chấp hành được nối với các modul ra ( các đầu ra của PLC ) Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V , tín hiêu xử lý là12/24VDC hoặc 100/240VAC

Mỗi đơn vị I / O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I / Ođược cung cấp bỡi các đèn LED trên PLC , điều này làm cho việc kiểm tra hoạt độngnhập xuất trở nên dể dàng và đơn giản

Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON,OFF) để thực hiện việc đónghay ngắt mạch ở đầu ra

3 CÁC HOẠT ĐỘNG XỬ LÝ BÊN TRONG PLC

kỳ thực hiện Thời gian thực hiện một chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý của PLC và

độ lớn của chương trình Một chu lỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp nhau :

• Đầu tiên, bộ xử lý đọc trạng thái của tất cả đầu vào Phần chương trình phục vụcông việc này có sẵn trong PLC và được gọi là hệ điều hành

• Tiếp theo, bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự lệnh một trong chương trình Trongghi đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào, thực hiện các phéptoán logic và kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái của các đầu ra

• Cuối cùng, bộ vi xử lý sẽ gán các trạng thái mới cho các đầu ra tại các modul đầura

 Chụp ảnh quá trình xuất nhập

Hầu hết các PLC loại lơn có thể có vài trăm I / O, vì thế CPU chỉ có thể xử lýmột lệnh ở một thời điểm Trong suốt quá trình thực thi, trạng thái mỗi ngõ nhập phảiđược xét đến riêng lẻ nhằm dò tìm các tác động của nó trong chương trình Do chúng

ta yêu cầu relay 3ms cho mỗi ngõ vào, nên tổng thời gian cho hệ thống lấy mẫu liêntục trở nên rất dài và tăng theo số ngõ vào

Để làm tăng tốc độ thực thi chương trình, các ngõ I / O được cập nhật tới mộtvùng đặc biệt trong chương trình Ở đây, vùng RAM đặc biệt này được dùng như một

bộ đệm lưu trạng thái các logic điều khiển và các đơn vị I / O Mỗi ngõ vào ra đều cómột địa chỉ I / O RAM này Suốt quá trình copy tất cả các trạng thái vào trong I / ORAM Quá trình này xảy ra ở một chu kỳ chương trình (từ Start đến End )

Thời gian cập nhật tất cả các ngõ vào ra phụ thuộc vào tổng số I/O được copy tiêubiểu là vài ms Thời gian thực thi chương trình phụ thuộc vào chiều dài chương trìnhđiều khiển tương ứng mỗi lệnh mất khoảng từ 110 s

CHƯƠNG HAI: TÌM HIỂU SƠ LƯỢC VỀ PCL S7-200 CỦA

SIEMEN

1 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG S7-200

PLC S7-200 là một loại PLC cỡ nhỏ của công ty Siemens Cấu trúc S7-200 gồm

1 CPU và các module mở rộng cho nhiều ứng dụng khác nhau.S7-200 gồm nhiều loại:

CPU 221, 222, 224, 226….có nhiều nhất 7 module mở rộng khi có nhu cầu: tổng số

ngõ vào/ra, ngõ vào/ra Analog, kết nối mạng ( AS-I, Profibus )

Hinh 4 Hình dáng S7-200 PLC S7-200 có các đặc trưng về thông số kĩ thuật như sau :

 Các đèn báo:

Có 3 loại đèn báo hoạt động:

- RUN: đèn xanh Ờbáo hiệu PLC đang hoạt động

- STOP :đèn vàng Ờbáo hiệu PLC

- SF (sýtem Failure):đèn đỏ báo hiệu PLC bị sự cố

- Thời gian duy trì khi mất nguồn 10 ms

- Cầu chì bên trong 2A/250V

- Cấu trúc cổng truyền thông được mô phỏng như sau :

- Ghép nối PLC và máy tính

- Sử dụng cáp PC/PPI chuyển đổi giữa RS232 và RS485

- Chuyển đổi và kết nối như hình sau :

Hình 5 Kết nối PLC với máy tính

2 CẤU TRÚC BỘ NHỚ S7-200.

Bộ điều khiển lập trình S7-200 được chia thành 4 vùng nhớ Với 1 tụ có nhiệm vụduy trì dữ liệu trong thời gian nhất định khi mất nguồn bộ nhớ S7-200 có tính năngđộng cao, đọc và ghi trong phạm vi toàn vùng loại trừ các bít nhớ đặc biệt SM( Special Memory) chỉ có thể truy nhập để đọc

 Vùng chương trình: Là vùng bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương

trình vùng này thuộc bộ nhớ trong đọc và ghi được

 Vùng tham số: Là vùng lưu giữ các tham số như: Từ khoá, địa chỉ trạm….cũng

giống như vùng chương trình thuộc bộ nhớ trong đọc 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 được 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 (đọc/ghi): I.O -

I.15

- Vùng Q (Output image register): Là vùng nhớ gồm 16 byte Q (đọc/ghi): Q.O- Q.15

- Vùng M (Internal memory bits): là vùng nhớ gồm có 32 byte M (đọc/ghi): M.O -M.31

- Vùng V (Variable memory): Là vùng nhớ gồm có 10240 byte V (đọc/ghi): V.O - V.10239

- Vùng SM: (Special memory): Là vùng nhớ gồm: 194 byte của CPU chia làm

2 phần: SM0 – SM29 chỉ đọc và SM30 – SM194 đọc/ghi

- SM200-SM549 đọc/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 đọc ghi được

- Timer (bộ định thì): đọc/ghi T0 -T255

- Counter (bộ đếm): đọc/ghi C0 - C255

- Bộ đệm vào analog (đọc): AIW0 - AIW30

- Bộ đệm ra analog (ghi): AQW0 - AQW30

- Accumulator (thanh ghi): AC0 - AC3

- Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (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 đọc chương trình có thể trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính

CHƯƠNG BA: TÌM HIỂU TẬP LỆNH PLC S7-200 CỦA SIEMEN

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

Q0.0

= Q0.0

Hình 6 Mô tả lệnh LD và LDN Các dạng khác nhau của lệnh LD,LDN:

LD n ┤├n Tiếp điểm thường mở sẽ đóng khi n = 1 n: I, Q, M,

SM, (bit) T,C

┤/├ Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi n = 1

LDI n ┤I├n Tiếp điểm thường mở sẽ đóng tức thờikhi n = 1

n:1LDNI n ┤/I├n Tiếp điểm thường đóng sẽ mở tức thờikhi n = 1

Cuộn dây đầu ra ở trạng thái kích thích khi

có dòng điều khiển đi qua

n: I, Q, M, SM,

T, C(bit)n

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.

Q0.0 I0.0

s

5

Q0.0 I0.0

R 5

Mô tả lệnh S (Set) và R (Reset) :

S S-bit n S bit n

──( S )

Đóng một mảng gồm n các tiếpđiểm kể từ địa chỉ S-bit

S-bit: I, Q, M,

SM, T, C,V(bit)

n (byte): IB, QB,

MB, SMB, VB, AC

R S-bit n

S bit n ──( R )

Ngắt một mảng gồm n các tiếpđiểm kể từ S-bit Nếu S-bit lạichỉ vào Timer hoặc Counter thìlệnh sẽ xoá bit đầu ra củaTimer/Counter đó

SI S-bit n S bit n

──( SI )

Đóng tức thời một mảng gồm ncác tiếp điểm kể từ địa chỉ S-bit

S-bit: Q (bit)n(byte): IB, QB,

MB, SMB, VB, AC

RI S-bit n S bit n

──( RI )

Ngắt tức thời một mảng gồm ncác 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 cónhớ) Trong LAD các lệnh này được biểu diễn thông qua cấu trúc mạch, mắc nối tiếphay 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 NOT (AN)

Tín hiệu ra sẽ là nghịch đảo của tín hiệu vào

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 tháicủa xung (sườn xung) và đảo lại trạng thái của dòng cung cấp (giá trị đỉnh của ngănxếp) LAD sử dụng các tiếp điểm đặc biệt này để tác động vào dòng cung cấp Cáctiếp điểm đặc biệt này không có toán hạng riêng của chúng vì thế phải đặt chúng phíatrước cuộn dây hoặc hộp đầu ra Tiếp điểm chuyển tiếp dương/âm (các lệnh trước vàsườn sau) có nhu cầu về bộ nhớ, bởi vậy đối với CPU 224 có thể sử dụng nhiều nhất

là 256 lệnh

LD I0.0ED

LD I0.0NOT

Hình 7 - 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 thìđóng

- SM0.1: Ngược lại với SM0.0, vòng quét đầu tiên tiếp điểm này đóng, kể từvòng 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 điềukhiển 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 khácnhau:

- 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 ứngcủa nó đối với trạng thái ngõ vào

Cả hai Timer kiểu TON và TONR cùng bắt đầu tạo thời gian trễ tín hiệu kể từ thờiđiểm có sườn lên ở tín hiệu đầu vào, tức là khi tín hiệu đầu vào chuyển trạng tháilogic từ 0 lên 1, được gọi là thời điểm Timer được kích, và không tính khoảng thờigian 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 TimerTON 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 bộTimer được chọn và giá trị đặt trước cho Timer Ví dụ có độ phân giải 10ms và giá trịđặt trước 50 thì thời gian trễ là 500ms

 Cú pháp khai báo sử dụng Timer như sau:

Txx (Word)CPU 214: 32-63, 96-127

Txx (Word)CPU 214: 0-31,64-95

PT: VW, TR, (Word)

C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, hằngsố

Khi sử dụng Timer TONR, giá trị đếm tức thời được lưu lại và không bị thayđổi trong khoảng thời gian khi tín hiệu đầu vào có logic 0 Giá trị của T-bit khôngđược nhớ mà hoàn toàn phụ thuộc vào số kết quả so sánh giữa giá trị đếm tức thời vàgiá trị đặt trước

Khi Reset một Timer, T-word và T-bit của nó đồng thời được xóa và có giá trịbằng 0, như vậy giá trị đếm tức thời được đặt về 0 và tín hiệu đầu ra cũng có trạngthái logic 0

- Timer kiểu TON(hình 4.3)

LD I0.0TON T33, 50 I0.0 IN

50 PT

TON 10ms T33

- Timer kiểu TONR(hình 4.4)

Nội dung của thanh ghi C- word, gọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm, luônđược 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 giátrị logic 1 vào 1 bit đặc biệt của nó gọi là C-bit Trường hợp giá trị đếm tức thời nhỏhơn 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 tínhiệu điều khiển xóa để thực hiện việc đặt lại chế độ khởi phát ban đầu (Reset) cho bộđếm, được kí hiệu bằng chữ cái R trong LAD, hay được qui định là trạng thái logiccủa bit đầu tiên của ngăn xếp trong STL Bộ đếm được Reset khi tín hiệu xóa này cómức logic là 1 hoặc khi lệnh R (Reset) được thực hiện với C-bit Bộ đếm được Reset

cả C-word, C-bit đều nhận giá trị 0

Cxx: (Word)CPU 214 : 0-47, 80-127

Pv(Word): VW, T,

C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, hằng số, *VD,

CTUD Reset khi đầu vào R có giá trị logic bằng 1

Cxx: (Word)CPU 214 : 48-79

PV (Word) : VW,

T, C, IW, QW,

MW, SMW, hằng

số, *VD, *AC

 Sử dụng bộ đếm CTU:

C40 CU PV

CTU R +5 I0.1

LD I0.1CTU C40, +5

Giản đồ thời gian:

C48 CU

PV

CTUD

R +5

Giản đồ thời gian:

Những lệnh so sánh thường là: so sánh nhỏ hơn hoặc bằng (<=); so sánh bằng(= =) và so sánh lớn hơn hoặc bằng (>=)

Khi so sánh giá trị của byte thì không cần thiết phải để ý đến dấu của toánhạng, ngược lại khi so sánh các từ hay từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toánhạng là bit cao nhất trong từ hoặc từ kép.

Trong STL những lệnh so sánh thực hiện phép so sánh byte, Word hay Dword.Căn cứ vào kiểu so sánh (<=, = =, >=), kết quả của phép so sánh có giá trị bằng 0 (nếuđúng) hoặc bằng 1 (nếu sai) nên nó có thể được kết hợp cùng các lệnh LD, A, O Đểtạo ra được các phép so sánh mà S7-200 không có lệnh so sánh tương ứng (như sosánh không bằng nhau <>, so sánh nhỏ hơn <, hoặc so sánh lớn hơn >) ta có thể kết

b. Lệnh về cổng logic.

Ngoài những lệnh ghép nối tiếp, song song và tổng hợp các tiếp điểm thì tậplệnh của S7-200 còn cung cấp các cổng logic AND, OR, EXOR thực hiện đối vớibyte (8 bit hay 8 tiếp điểm), Word (16 bit hay 16 tiếp điểm) và Double Word (32 bithay 32 tiếp điểm) Sau đây là chi tiết của từng cổng:

 Lệnh AND byte :

WAND_B

EN IN1 IN2 OUT

Toán hạng trong câu lệnh thuộc một trong các vùng địa chỉ sau:

IN1: VB, T, C, IB, QB, SMB, AC, ConstIN2: VB, T, C, IB, QB, SMB, AC

Ví dụ:

VB10

AND VB20

Lệnh thực hiện phép AND thừng bit của hai Word ngõ vào IN1 và IN2, kếtquả được ghi vào 1 Word ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể khác ngõ vào.

Toán hạng trong câu lệnh thuộc một trong các vùng địa chỉ sau:

IN1: VW, T, C, IW, SMW, AC, Const

VD0 VD4

VB0 VB1

Lệnh thực hiện phép OR từng bit của hai byte ngõ vào IN1, IN2, kết quả thu được ghivào 1 byte ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể khác ngõ vào.

Toán hạng trong câu lệnh thuộc một trong các vùng địa chỉ sau:

IN1: VB, T, C, IB, QB, SMB, AC, ConstIN2: VB, T, C, IB, QB, SMB, AC

VD0 VD4 VD4

ORDW VD0, VD4

c Các lệnh di chuyển nội dung ô nhớ:

Các lệnh di chuyển thực hiện việc di chuyển hoặc sao chép số liệu từ vùng nàysang vùng khác trong bộ nhớ Trong LAD và STL lệnh dịch chuyển thực hiện việc dichuyển hay sao chép nội dung 1 byte, 1 từ đơn, hoặc 1 từ kép từ vùng này sang vùngkhác trong bộ nhớ Lệnh trao đổi nội dung của 2 byte trong một từ đơn thực hiện việcchuyển nội dung của byte thấp sang byte cao và ngược lại chuyển nội dung của bytecao sang byte thấp của từ đó

IN: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, Const

OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, Const

EN

IN

MOV_B

VB0 OUT 12

LD I0.0MOVB 0,VB0

LD I0.1MOVB 12,VB0

Giải thích:

Nếu tiếp điểm I0.0 đóng thì lấy giá trị 0 ghi vào byte VB0 (xóa VB0)

Tiếp theo đóng tiếp điểm I0.1 thì lấy số 12 ghi vào VB0 Kết quả địa chỉ byteVB0 có giá trị bằng 12 (nhị phân)

MOVW VW0, VW0

Lệnh sao chép nội dung của Word ở địa chỉ ngõ vào IN sang Word cóđịa chỉ ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể giống ngõ vào, nằm trong các vùngsau:

IN: VW, IW, QW, MW, SMW, AC, Const

OUT: VW, IW, QW, MW, SMW, AC

MOVDW VD0, VD0

Lệnh sao chép nội dung của Dword ở địa chỉ ngõ vào IN sang Dword cóđịa chỉ ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể giống ngõ vào, nằm trong các vùngsau:

IN: VDW, IDW, QDW, MDWW, SMD, AC, ConstOUT: VDW, IDW, QDW, MDW, SMDW, AC

MOVR VD0, VD0

Lệnh sao chép nội dung của số thực chứa trong Double Word có địa chỉ ở ngõvào IN sang Double Word có địa chỉ ở ngõ ra OUT, địa chỉ ngõ ra có thể khác ngõvào, thường nằm trong các vùng sau:

IN: VR, IR, QR, MR, SMR, AC, ConstOUT: VR, IR, QR, MR, SMR, ACKhi dữ liệu ghi vào trong các địa chỉ này theo nguyên tắc sau:

Phần nguyên ghi vào Word thấp

Phần thập phân ghi vào Word cao

Ví dụ:

IO.1 0.0000000

EN

IN

MOV_R

VD0 OUT

EN

IN

MOV_R

VD0 OUT 30.20000

LD I0.0MOVR 0.0,VD0

LD I0.1MOVR 30.2,VD0

Tiếp điểm I0.0 đóng thì xóa Double Word 0 (VD0), tiếp điểm I0.1 đóng thìghi số thực 30.2 vào Double Word (VD0), kết quả như sau:

VW2 (word cao) VW0 (word thấp)

VD0

d Lệnh chuyển đổi dữ liệu

 Lệnh chuyển đổi số nguyên hệ thập lục phân sang Led 7 đoạn.

CK, địa chỉ ngõ ra có thể giống ngõ vào, nằm trong những vùng sau:

IN: VB,IB, QB, MB, SMB, SC, Const

OUT: VB, IB, AB, MB, SMB, AC

Ví dụ:

LD I0.1SEG VB0, AC0

Khi tiếp điểm I0.0 đóng thì số 3 được ghi vào VW0, tiếp điểm I0.1 đóng thìgiá trị chứa trong 4 bit thấp của byte VB0 chuyển thành 8 bit chứa trong thanh ghiAC0

 Lệnh chuyển đổi số mã BCD sang số nguyên.

IN : VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, Const

OUT : VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC

 Lệnh chuyển đổi số nguyên sang mã BCD.