Giáo trình Lập trình PLC (Nghề Cơ điện tử Trung cấp)

Mô đun này cũng có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo tốt cho các cán bộ kỹthuật, các học viên của ngành khác có quan tâm đến lĩnh vực lập trình điều khiển.. Trên thế giới có nhiềuhãng s

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI

GIÁO TRÌNH

MÔ ĐUN: LẬP TRÌNH PLC NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG ngày … tháng năm

của Trường cao đẳng Cơ giới

Quảng Ngãi (Lưu hành nội bộ)

LỜI GIỚI THIỆU

Hiện nay, giáo trình lập trình PLC đã có khá nhiều tài liệu tham khảo, sách hướngdẫn bài tập thực hành đã được biên soạn và biên dịch của nhiều tác giả, của các chuyêngia đầu ngành về lập trình điều khiển bằng PLC Tuy nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu sửdụng trong quá trình đào tạo của nhà trường phải bám sát chương trình khung, giáotrình lập trình PLC được biên soạn bởi sự tham gia của các giảng viên của trường Caođẳng Cơ giới dựa trên cơ sở tham khảo các nguồn tài liệu khác nhau để thực hiện biênsoạn phục vụ cho công tác giảng dạy

PLC cơ bản là một trong những mô đun chuyên môn mang tính đặc trưng caothuộc nghề Cơ điện tử Sau khi học mô đun này, học viên có đủ kiến thức và kỹ năng

để học tập tiếp các mô đun PLC nâng cao, Chuyên đề điều khiển lập trình cỡ nhỏ Giáo trình này được thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun MĐ11 củachương trình đào tạo nghề Cơ điện tử ở cấp trình độ trung cấp nghề và được dùng làmgiáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo, sau khi học tập xong mô đun này, học

viên có đủ kiến thức để học tập tiếp các môn học, mô đun khác của nghề Ngoài ra,

giáo trình cũng có thể được sử dụng cho đào tạo ngắn hạn hoặc làm tài liệu tham khảocho các công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và người sử dụng nhân lực tham khảo Giáo trình mô đun này được triển khai sau các mô đun Kỹ thuật số; Lập trình viđiều khiển; Kỹ thuật cảm biến Mô đun cung cấp những kiến thức cơ bản về ngôn ngữlập trình trong PLC cũng như trang bị những kỹ năng về lắp đặt các bộ điều khiển lậptrình và kỹ năng lập trình giải quyết các bài toán điều khiển Trong quá trình biênsoạn, do thời gian, kinh nghiệm và trình độ có hạn nên khó tránh thiếu sót, mong cácthầy cô cũng như các độc giả nhận xét, đánh giá, bổ xung để tài liệu ngày một hoànchỉnh hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Quảng Ngãi, ngày tháng năm

Tham gia biên soạn

1 BÙI XIN Chủ biên

2 …………

3 ……… …

MỤC LỤC STT NỘI DUNG TRANG

Lời giới thiệu về Moddun PLC………… 3

Mục lục chương trình……… 4

1 BÀI 1 : ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC……… 12

2 1.1 Giới thiệu chung về PLC……….13

3 1.2 Quá trình phát triển của kỹ thuật điều khiển……… 14

4 1.3 Ưu thế của hệ thống điều khiển dùng PLC:……… 16

5 1.4 Hạn chế điều khiển dùng PLC:………17

6 1.5 Các ứng dụng của PLC:……… 17

7 1.6 Cấu trúc của một PLC 17

8 1.7 Thiết bị điều khiển lập trình PLC S7.200 20

9 1.8 Cấu trúc chương trình của PLC s7.200 25

10 1.9 Kết nối giữa PLC và các thiết bị ngoại vi……… 29

11 Bài tập ……… 35

12 BÀI 2 : CÁC LỆNH CƠ BẢN CỦA PLC ………36

13 2.1 Các liên kết logic………37

14 2.2 Các lệnh ghi/xoá giá trị cho tiếp điểm………46

15 2.3 Timer……… 49

16 2.4 Counter 56

17 Bài tập 65

18 BÀI 3 : CÁC PHÉP TÍNH SỐ CỦA PLC 66

19 3.1 Chức năng truyền dẫn 67

20 3.2 Chức năng so sánh……….70

21 3.3 Chức năng dịch chuyển ……… 71

22 3.4 Chức năng chuyển đổi (Converter) ……… 73

23 3.5 Chức năng toán học 75

24 3.6 Đồng hồ thời gian thực ……… 80

25 Bài tập ……… 81

26 BÀI 4 : CÁC BÀI TẬP THỰC HÀNH .89

( LẮP ĐẶT MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG PLC ) 27 4.1 Giới thiệu 90

28 4.2 Cách kết nối dây 91

29 4.3 Các mô hình và bài tập ứng dụng 92

30 Tài liệu tham khảo………122

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: LẬP TRÌNH PLC

Mã mô đun: MĐ11

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:

- Vị trí: Mô đun PLC cơ bản học sau các môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở, đặc biệt là

mô đun: Mạch điện; Điện tử cơ bản, Trang bị điện

- Tính chất : Mô đun PLC cơ bản là mô đun chuyên môn nghề

- Ý nghĩa và vai trò của mô đun:

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật logic điện tử đã nhanh chóngphát triển và thay thế cho logic điện từ vì những ưu điểm vượt trội của nó Đó chính làcác hệ điều khiển lập trình (PLC) Các hệ PLC là các hệ thống xử lý chuyển dùng chocác bài toán điều khiển các quá trình công nghệ hay sản xuất dịch vụ Trong tài liệunày đề cập đến một bộ điều khiển lập trình S7 - 200 do hãng Siemens sản xuất rất phổbiến ở thị trường Việt Nam

Mô đun này nhằm trang bị cho học viên các trường dạy nghề những kiến thức vềđiều khiển lập trình, với những kiến thức này học viên có thể áp dụng trực tiếp vàolĩnh vực sản xuất cũng như đời sống

Mô đun này cũng có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo tốt cho các cán bộ kỹthuật, các học viên của ngành khác có quan tâm đến lĩnh vực lập trình điều khiển

- Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho học sinh trình độ Trung cấp nghề Cơ điện tử

Mục tiêu mô đun:

-Kiến thức:

A1- Trình bày được nguyên lý hệ điều khiển lập trình PLC;

A2- So sánh các ưu nhược điểm với bộ điều khiển có tiếp điểm và các bộ lậptrình cỡ nhỏ khác

A3-Phân tích được cấu tạo phần cứng và nguyên tắc hoạt động của phần mềmtrong hệ điều khiển lập trình PLC

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

C1 Chủ động, nghiêm túc trong học tập và công việc

C2 Giữ gìn vệ sinh công nghiệp, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị

1 Chương trình khung nghề Cơ điện tử:

Mã

M

H,

MĐ

Tên môn họcc, mô đun chỉ (*) Số tín

Thời gian học tập (giờ)

Tổn

g số

Trong đó

Lý Thuyết

Thực hành/

thực tập/ thí nghiệm /bài tập

Kiểm tra

II.2 Các môn học mô đun

2.Chương trình chi tiết mô đun:

Thời gian (giờ)

Thực S

hành, thí nghiệm, thảo

Kiểm tra

luận , bài tập

1 Bài 1: Đại cương về điều khiển lập

3.2 Điều khiển hệ thống cung cấp khí12 2 8 2 Nén

3.3 Điều khiển hệ thống cung cấp

3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ

3.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình thực hành, bộ

- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức

- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

4.2 Phương pháp:

Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau:

4.2.1 Cách đánh giá

- Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh

và Xã hội

- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới nhưsau:

+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)

+ Điểm thi kết thúc môn học 60%

tổ chức

Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu ra đánh giá Số cột điểm Thời

A1, A2, A3, B1,B2, C1, C2 1 Sau 150giờ

5 Hướng dẫn thực hiện mô đun

5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp Tự động hoá công nghiệp 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun

5.2.1 Đối với người dạy

* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: Trình chiếu, thuyết

trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập cụ thể, câu hỏi thảo luậnnhóm…

* Thực hành:

- Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập thực hành theo nội dung đề ra.

- Khi giải bài tập, làm các bài Thực hành, thí nghiệm, bài tập: Giáo viênhướng dẫn, thao tác mẫu và sửa sai tại chỗ cho nguời học.

- Sử dụng các mô hình, học cụ mô phỏng để minh họa các bài tập ứng dụng các

hệ truyền động dùng điện tử công suất, các loại thiết bị điều khiển

* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra.

* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm

tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bàynội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm

5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:

- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp Các tài liệu tham khảo sẽ đượccung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu )

- Sinh viên trao đổi với nhau, thực hiện bài thực hành và báo cáo kết quả

- Tham dự tối thiểu 70% các giờ giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% sốgiờ tích hợp phải học lại mô đun mới được tham dự kì thi lần sau

- Tự học và thảo luận nhóm: Là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việctheo nhóm và làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học sẽ được cung cấp chủ

đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về

1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoànthiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm

- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ

- Tham dự thi kết thúc mô đun

- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học

6 Tài liệu tham khảo:

[1] Nguyễn Doãn Phước – Phan Xuân Minh – Vũ Văn Hà: Tự động hóa vớiSimatic s7_200, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật

[2] Trung tâm Việt - Đức: Kỹ thuật điều khiển lập trình, Trung tâm Việt - Đức

[3] Guenter – Wellenreuther – Dieter Zastrow: Automaticsieren mit SPS Theorieund Phraxsis, Viweg

[4] Siemens: LAD and FBD, fourth edition, siemens

[5] Siemens: Workshop to Promote the S7-200 automation platform, Siemens

BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC S7.200

MÃ BÀI: MĐ11-01 Giới thiệu:

Ngày nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển Trong các xí nghiệp hiện nay

có nhiều hệ thống sản xuất sử dụng các bộ điều khiển lập trình Trên thế giới có nhiềuhãng sản xuất các bộ điều khiển lập trình khác nhau như: Siemens, Omron,Telemecanique, Allen Bredlay,… Về cơ bản, chúng đều có các tính năng tương tự, do

đó, trong tài liệu này chỉ đề cập đến một loại PLC khá thông dụng và được dùng nhiều

ở Việt Nam Modul kỹ thuật điều khiển lập trình PLC cơ bản là một modul chuyênmôn của học viên ngành Tự động hoá công nghiệp Modul này nhằm trang bị cho họcviên các trường công nhân kỹ thuật, trung cấp và cao đẳng, các trung tâm dạy nghềnhững kiến thức về lĩnh vực điều khiển lập trình, với kiến thức này, học viên có thể ápdụng trực tiếp vào lĩnh vực sản xuất cũng như đời sống Modul này cũng có thể làm tàiliệu tham khảo cho các cán bộ kỹ thuật, các học viên của các ngành khác quan tâm đếnlĩnh vực này

Bài học này giúp cho người học hiểu được về cấu trúc plc là rất cần thiết, từ đó có

thể tư duy đấu nối, lắp đặt mạch điều khiển theo yêu cầu công nghệ, tính toán để ápdụng cho từng mạch điện cụ thể

Cung cấp cho học viên kiến thức về phần mềm lập trình,kết nối thiết bị ngoại vigiữa PLC-PC -HMI

Mục tiêu:

- Trình bày được cấu trúc và nhiệm vụ các khối chức năng của PLC

- Thực hiện được sự kết nối giữa PLC và các thiết bị ngoại vi

- Lắp đặt được các thiết bị bảo vệ cho PLC theo yêu cầu kỹ thuật

- Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận trong công việc

Phương pháp giảng dạy và học tập bài 2

vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ các giá trị đại lượng, đơn vị của các đại lượng.

Điều kiện thực hiện bài học

- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu

tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Không có

Kiểm tra và đánh giá bài học

- Nội dung:

thức

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học.

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.

- Phương pháp:

 Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)

 Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có

 Kiểm tra định kỳ thực hành: không có

Nội dung chính:

1.1 Giới thiệu chung về PLC

Trong thực tiễn, ngành tự động hóa (TĐH) đã luôn có vai trò đặc biệt trong cáclĩnh vực sản xuất như: điều khiển các nhà máy thủy điện, nhiệt điện, các nhà máy chếbiến lọc dầu, các nhà máy hóa chất

Ngoài ra, TĐH còn được áp dụng trong hầu hết các dây chuyền sản xuất tự động,

cụ thể là trong sản xuất công nghiệp nhẹ; công nghiệp tàu thủy; công nghiệp chế tạolắp ráp ô tô, xe máy; khai thác khoáng sản và luyện kim; chế tạo máy; lĩnh vực y tế vàchăm sóc sức khỏe cộng đồng…

Cùng với sự phát triển của ngành điện - điện tử - tin học, “Tự động hóa trongcông nghiệp” ngày nay đã đóng góp một phần khá quan trọng trong nền kinh tế ViệtNam Với sự xuất hiện của nhiều tập đoàn tên tuổi trong lĩnh vực điện, điện tử, tự động

đã làm cho thị trường thiết bị tự động ngày càng trở nên đa dạng

PLC – thiết bị điều khiển logic lập trình, đã du nhập vào Việt nam trên 20 năm vànay đã trở thành khái niệm phổ cập trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp Thịtrường PLC luôn được coi là thị trường bền vững nhất, với mức tăng trưởng là 4,6%

liên tục từ 2003 đến 2008, và ngày càng phát triển cho đến nay Thậm chí khái niệmPLC đã không còn bao hàm là chữ viết tắt của “Điều khiển logic khả trình nữa” Khảnăng truyền thông, bộ nhớ lớn và tốc độ cao của CPU đã biến PLC trở thành một sảnphẩm tự động hóa tiêu chuẩn Một thiên đường mới với PAC (Program AutomationController) sẽ làm thay đổi bộ mặt của tự động hóa công nghiệp ở lớp điều khiển.

Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được sáng tạo từnhững ý tưởng ban đầu của một nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motor vào năm 1968.Trong những năm gần đây, bộ điều khiển lập trình được sử dụng ngày càng rộng rãitrong công nghiệp của nước ta như là 1 giải pháp lý tưởng cho việc tự động hóa cácquá trình sản xuất Cùng với sự phát triển công nghệ máy tính đến hiện nay, bộ điềukhiển lập trình đạt được những ưu thế cơ bản trong ứng dụng điều khiển côngnghiệp

Như vậy, PLC là 1 máy tính thu nhỏ nhưng với các tiêu chuẩn công nghiệp cao vàkhả năng lập trình logic PLC là đầu não quan trọng và linh hoạt trong điều khiển tự

1.2.2 Hệ thống điều khiển dùng rơle điện:

Sự bắt đầu về cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đặc biệt vào những năm 60

và 70, những máy móc tự ñộng được điều khiển bằng những rơle điện từ như các bộđịnh thời, tiếp điểm, bộ đếm, relay điện từ Những thiết bị này được liên kết với nhau

để trở thành một hệ thống hoàn chỉnh bằng vô số các dây điện bố trí chằng chịt bêntrong panel điện ( tủ điều khiển)

Như vậy, với 1 hệ thống có nhiều trạm làm việc và nhiều tín hiệu vào/ra thì tủđiều khiển rất lớn Điều đó dẩn đến hệ thống cồng kềnh, sửa chữa khi hư hỏng rấtphức tạp và khó khăn Hơn nữa, các rơle tiếp điểm nếu có sự thay đổi yêu cầu điềukhiển thì bắt buộc thiết kế lại từ đầu.

1.2.3 Hệ thống điều khiển dùng PLC

Với những khó khăn và phức tạp khi thiết kế hệ thống dùng rơle điện những năm

80, người ta chế tạo ra các bộ điều khiển có lập trình nhằm nâng cao độ tinh cậy,

ổn định, đáp ứng hệ thống làm việc trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt đem lạihiệu quả kinh tế cao Đó là bộ điều khiển lập trình được chuẩn hóa theo ngôn ngữ AnhQuốc là Programmable Logic Controller (viết tắt là PLC)

Hình 1.3 Cấu trúc PLC

Ví dụ: điều khiển động cơ theo sơ đồ bên dưới

□ Điều khiển bằng Rơle điện

Hình 1.4 Mạch điều khiển bằng role

□ Điều khiển bằng PLC

Hình 1.5 Mạch điều khiển bằng PLC

1.3 Ưu thế của hệ thống điều khiển dùng PLC:

- Điều khiển linh hoạt, đa dạng

- Lượng contact lớn, tốc độ hoạt động nhanh

- Tiến hành thay đổi và sửa chữa

- Độ ổn ñịnh, độ tin cậy cao

- Giá thành (tùy theo yêu cầu máy)

- Cần một chuyên viên để thiết kế chương trình cho PLC hoạt

động

- Các yêu cầu cố định, đơn giản thì không cần dùng PLC

- PLC sẽ bị ảnh hưởng khi hoạt động ở môi trường có nhiệtđộ

cao, độ rung mạnh

1.5 Các ứng dụng của PLC:

- Điều khiển các quá trình sản xuất: giấy, ximăng, nước giải khát, linh kiện điện tử, xe hơi, bao bì, đóng gói, Giám sát hệ

Toàn bộ chương trình điều khiển được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạngcác khối chương trình (khối OB, FC, hoặc FB) và được thực hiện lặp theo chu kỳ củavòng quét (Scan).

Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có chứcnăng như một máy tính, nghĩa là phải có bộ xử lý (CPU), một bộ điều hành, bộ nhớ đểlưu chương trình điều khiển, dữ liệu, Ngoài ra, PLC còn phải có các cổng vào/ra đểgiao tiếp được các đối tượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xungquanh

Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn cần phải có thêm cáckhối chức năng đặc biệt khác như: bộ đếm (counter), bộ định thời (timer) và nhữngkhối hàm chuyên dụng khác

PLC được thiết kế sẵn thành bộ và chưa được cố định với một nhiệm vụ nào Tất cảcác cổng logic cơ bản, chức năng nhớ, timer, counter, được nhà sản xuất tích hợptrong bộ PLC và kết nối với nhau bằng chương trình cho mỗi một nhiệm vụ điều khiển

cụ thể nào đó Có nhiều thiết bị điều khiển và được phân biệt với nhau qua các chứcnăng sau:

Thiết bị điều khiển được cung cấp tín hiệu bởi các tín hiệu từ các cảm biến ở bộ phậnngõ vào của thiết bị tự động Tín hiệu này được xử lý tiếp tục thông qua chương trìnhđiều khiển đặt trong bộ nhớ chương trình Kết quả xử lý được đưa ra bộ phận ngõ racủa thiết bị tự động để đến đối tượng điều khiển hay khâu điều khiển ở dạng tín hiệu.Cấu trúc của một PLC có thể được mô tả như hình vẽ sau:

Hình 1.6 Cấu trúc của một PLC.

Thông tin xử lý trong PLC được lưu trữ trong bộ nhớ của nó Mỗi phần tử vi mạchnhớ có thể chứa một bit dữ liệu Bít dữ liệu (data binary digital) là một chữ số nhịphân, chỉ có thể là một trong hai giá trị 0 hoặc 1 Tuy nhiên các vi mạch nhớ thườngđược tổ chức thành nhóm để có thể chứa 8 bít dữ liệu Mỗi chuỗi 8 bít dữ liệu được gọi

là một byte Mỗi mạch nhớ là 1 byte (byte nhớ), được xác nhận bởi một con số gọi làđịa chỉ (address) Byte nhớ đầu tiền có địa chỉ 0 Dữ liệu chứa trong byte nhớ gọi là nộidung

Địa chỉ của một byte nhớ là cố định và mỗi byte nhớ trong PLC có một địa chỉriêng của nó Địa chỉ của byte nhớ khác nhau sẽ khác nhau, nội dung chứa trong mộtbute nhớ là đại lượng có thể thay đổi được Nội dung byte nhớ chính là dữ liệu đượclưu trữ tức thời trong bộ nhớ

Để lưu giữ một dữ liệu mà một byte nhớ không thể chứa hết được, thì PLC chophép một cặp 2byte nhớ cạnh nhau được xem xét như một đơn vị nhớ và được gọi làmột từ đơn (word) Địa chỉ thấp hơn 2 byte nhớ được dùng làm địa chỉ của từ đơn

Ví dụ 1: Từ đơn có địa chỉ là 2 thì các byte nhớ có địa chỉ là 2 và 3 với 2 là địa chỉ byte

cao và 3 là địa chỉ của byte thấp.a

Bộ nhớ chương trình

Bộ đệm vào ra

Khối vi xử lý trung tâm+

hệ điều hành

Timer

Bộ nhớ chươngBít cờ

Cổng vào

ra Onboard

Quản lý ghép nối

Bus của PLCCổng ngắt và

đếm tốc độ cao

IB2 IB3

IWW2

IW2 là từ đơn có địa chỉ 2

IB2 là byte có địa chỉ 2IB3 là byte có địa chỉ 3 Trong trường hợp dữ liệu cần được lưu trữ mà một từ đơn không thể chứa hếtđược, PLC cho phép ghép 4byte liền nhau được xem xét là một đơn vị nhớ và được gọi

là từ kép (double word) Địa chỉ thấp nhất trong 4 byte nhớ này là địa chỉ của từ kép

Ví dụ 2: từ kép có địa chỉ là 100 thì các byte nhớ trong từ kép này có địa chỉ là

100,101,102,103, trong đó 103 là địa chỉ byte thấp, 100 là địa chỉ byte cao

MW100 MW100 MW100 MW100

DW100

Trong một PLC, bộ xử lý trung tâm có thể thực hiện một số thao tác như:

- Đọc nội dung các vùng nhớ (bit, byte, word, double word)

- Ghi dữ liệu vào vùng nhớ (bit, byte, word, double word)

Trong thao tác đọc, nội dung ban đầu của vùng nhớ không thay đổi mà chỉ lấy bảnsao của dữ liệu để xử lý

Trong thao tác ghi, dữ liệu được ghi vào trở thành nội dung của vùng nhớ và dữ liệuban đầu bị mất đi

Có hai loại bộ nhớ trong CPU của PLC:

- RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ có thể đọc và ghi

- ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ đọc

* Bộ nhớ RAM:

Có số lượng các ô nhớ xác định Mỗi ô nhớ có một dung lượng nhớ cố định và nóchỉ tiếp nhận một lượng thông tin nhất định Các ô nhớ được ký hiệu bằng các địa chỉriêng của nó Bộ nhớ này chứa các chương trình được sửa đổi hoặc caccs dữ liệu, kếtquả tạm thời trong quá trình tính toán, lập trình

Đặc điểm của bộ nhớ RAM là nội dung chứa trong các ô nhớ của nó bị mất đi khimất nguồn điện

* Bộ nhớ ROM:

Chứa các thông tin không có khả năng xóa được hoặc không thể thay đổi được,được nhà sản xuất sử dụng chứa các chương trình hệ thống Chương trình trong bộ nhớROM có nhiệm vụ:

- Điều khiển và kiểm tra các chức năng hoạt động của CPU (hệ điều hành)

- Dịch ngôn ngữ lập trình thành ngôn ngữ máy

- Khi bị mất nguồn điện, bộ nhớ ROM vẫn giữ nguyên nội dung của nó và không baogiờ bị mất.

* Bộ xử lý trung tâm:

Bộ xử lý trung tâm (CPU – Central Processing Unit) điều khiển và quản lý tất cảcác hoạt động bên trong PLC Việc trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và khối vào/rađược thực hiện thông qua hệ thống BUS dưới sự điều khiển của CPU Một mạch daođộng thạch anh cung cấp xung clock tần số chuẩn cho CPU, thường là 1 hay 8MHz,tùy thuộc vào bộ xử lý sử dụng Tần số xung Clock xác định tốc độ hoạt động của PLC

và được dùng để thực hiện sự đồng bộ cho tất cả các phần tử trong hệ thống

1.7 Thiết bị điều khiển lập trình S7-200

S7-200 là thiết bị điều khiển lập trình loại nhỏ của hãng Siemens (CHLB Đức) cócấu trúc theo kiểu module và có các module mở rộng Thành phần cơ bản của S7-200

là khối vi xử lý CPU Về hình thức bên ngoài, sự khác nhau của các loại CPU này nhờ

số đầu vào/ra và nguồn cung cấp

PLC của Siemens hiện có các loại sau: S7- 200, S7- 300, S7- 400, s7.1200, s7.1500

Riêng S7- 200 có các loại CPU sau: CPU 210, CPU 214, CPU 221, CPU 222,

CPU 224, CPU 226, Mới nhất có CPU 224 xp, CPU 226 xp có tích hợp

analog

Trong tài liệu này trình bày cấu trúc chung họ S7.200, CPU 224.

Hình1.7 PLC s7.200-CPU 224

Tổng số I/O max tương đối lớn, khoảng 256 I/O Số module

mở rộng tùy theo CPU có thể lên đến tối đa 7 module

Tích hợp nhiều chức năng đặc biệt trên CPU như ngõ ra xung, high speed counter, đồng hồ thời gian thực, v.v

Module mở rộng đa dạng, nhiều chủng loại như analog, xử lý nhiệt độ, điều khiển vị trí, module mạng v.v

Các thành phần CPU:

a Đặc ñiểm của CPU 224:

- Kích thướt: 120.5mm x 80mm x 62mm

- Dung lượng bộ nhớ chương trình: 4096 words

- Dung lượng bộ nhớ dữ liệu: 2560 words

- Chương trình được bảo vệ bằng Password.

- Toàn bộ dung lượng nhớ không bị mất dữ liệu 190 giờ khi PLC bị mất điện

- STOP: PLC dừng công việc

thực hiện chương trình ngaylập tức

- TERM: cho phép máy lập

trình quyết định chế độ làmviệc của PLC Dùng phầnmềm điều khiển RUN, STOP

M: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 bít

MB: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 1 byte (8bít)

MW: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 2 byte (16 bít)

MD: Chỉ ô nhớ trong miền các biến cờ có kích thước là 4 byte (32 bít)

I: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bít trong miền bộ đệm ngõ vào số

IB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đệm ngõ vào số

IW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte (1 từ) trong miền bộ đệm ngõ vào sốID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte (2 từ) trong miền bộ đệm ngõ vào sốQ: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bít trong miền bộ đêm ngõ ra số

QB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong miền bộ đêm ngõ ra số

QW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong miền bộ đêm ngõ ra số

QD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong miền bộ đêm ngõ ra số

T: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ thời gian (Timer)

C: Chỉ ô nhớ trong miền nhớ của bộ đếm (Counter)

PIB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường làcổng vào của các modul tương tự

PIW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường làcổng vào của các modul tương tự

PID: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte thuộc vùng Peripheral Input, thường làcổng vào của các modul tương tự

PQB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte thuộc vùng Peripheral output, thường

là cổng ra của các modul tương tự

PQW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte thuộc vùng Peripheral output, thường

là cổng ra của các modul tương tự

PQD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte thuộc vùng Peripheral output, thường

là cổng ra của các modul tương tự

DBX: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DB, được mở bằnglệnh OPN DB (Open Data Block)

DBB: Chỉ ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnhOPN DB (Open Data Block)

DBW: Chỉ ô nhớ có kích thước là 2 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằng lệnhOPN DB (Open Data Block)

DBD: Chỉ ô nhớ có kích thước là 4 byte trong khối dữ liệu DB, được mở bằnglệnh OPN DB (Open Data Block).

DBx.DBX: Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 1 bit trong khối dữ liệu DBx, với x làchỉ số của khối DB Ví dụ DB3.DBX1.5

DBx.DBB: Chỉ trực tiếp ô nhớ có kích thước là 1 byte trong khối dữ liệu DBx, với x

1.7.3 Phần số chỉ địa chỉ của byte hoặc bit trong miền nhớ đã xác định

Nếu ô nhớ đã được xác định thông qua phần chữ có kích thước 1 bit thì phần số sẽ

là địa chỉ của byte và số thứ tự của bit trong byte đó, được tách với nhau bằng dấuchấm

Ví dụ 4:

I 0.0: chỉ bit 0 của byte 0 trong miền nhớ bộ đệm ngõ vào số PII

Q 4.1: Chỉ bit 1 của byte 4 của miền nhớ bộ đệm ngõ ra số PIQ

M105: Chỉ bit 5 của byte 10 trong miền các biến cờ M

Trong trường hợp ô nhớ dã được xác định là byte, từ hoặc từ kép thì phần số sẽ làđịa chỉ của byte đầu tiên trong mảng byte của ô nhớ đó

M 105: Chỉ ô nhớ có kích thước 2 từ gồm 4 byte 105,106,107,108 trong miền nhớ cácbiến cờ M.

1.7.4 Cấu trúc của bộ nhớ S7-200

Bộ nhớ của S7-200 được chia làm 3 vùng: vùng nhớ chương trình, vùng nhớ dữ liệu

và vùng nhớ thông số Vùng nhớ chương trình, vùng nhớ thông số và một phần vùngnhớ dữ liệu được chứa trong ROM điện EFPROM Đối với CPU cho phép cắm thêmkhối nhớ mở rộng để chứa chương trình mà không cần đến thiết bị lập trình Phần sauđây mô tả chi tiết về các vùng nhớ

* Vùng nhớ chương trình:

Vùng nhớ chương trình chứa các chỉ thị điều khiển vi xử lý để thực hiện yêu cầuđiều khiển, chương trình ứng dụng sau khi soạn thảo được nạp vào ROM và vẫn tồn tạikhi mất điện

* Vùng nhớ thông số:

Gồm các ô nhớ chứa các thông số cài đặt, mật khẩu, địa chỉ thiết bị điều khiển vàcác thông tin về các vùng trống có thể sử dụng Nội dung của vùng nhớ này được chứatrong ROM giống như vùng chương trình

* Vùng nhớ dữ liệu:

Vùng nhớ dữ liệu là nơi làm việc, vùng này gồm các địa chỉ để lưu trữ các phéptính, lưu trữ tạm thời các kết quả trung gian, và chứa các hằng số được sử dụng trongcác chỉ dẫn hoặc các thông số điều chỉnh khác Ngoài ra trong vùng này còn có cácphần tử và đối tượng như: Bộ định thời, bộ đếm, các bộ đếm tốc độ cao và các ngõ vào/

ra analog Một phần của vùng nhớ dữ liệu được chứa trong ROM, vì vậy các hằng số,cũng như các thông tin khác vẫn được duy trì khi mất điện giống như trong vùng nhớchương trình Một phần khác được chứa trong RAM, nội dung trong RAM cũng đượcduy trì trong khoảng thời gian nhất định khi mất điện bằng một điện dung có độ rỉ thấp.Vùng dữ liệu gồm các ô biến, vùng đệm của các ngõ vào/ra, vùng nhớ trong vàvùng nhớ đặc biệt Phạm vi của vùng nhớ rất linh hoạt và cho phép đọc cũng như ghitrên toàn bộ vùng nhớ, ngoại trừ một vài ô nhớ đặc biệt chỉ cho phép đọc, các dạng dữliệu cho phép trong vùng này là: Bit, Byte, Word hoặc Double Word

1.7.5 Vòng quét chương trình

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp, mỗi vòng lặp được gọi là một vòngquét (Scan) Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổngvào số tới vùng bộ đệm ảo ngõ vào (I), tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình.Trong từng dòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc.Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung chủa bộ đệm ảo

ngõ ra (Q) tới các cổng ra số Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội

bộ và kiểm tra lỗi

Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét(scan time) Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũngthực hiện trong một khoảng thời gian như nhau Có vòng quét thực hiện lâu, có vòngquét thực hiện nhanh tùy thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vàokhối lượng dữ liệu truyền thông… trong vòng quét đó

Như vậy việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việc gủi tín hiệu điềukhiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét Nóicách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điềukhiển trong PLC Thời gian quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càngđược nâng cao

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp vớicổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo cả cổng trong vùng nhớ tham số Viêc truyềnthông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi do hệ điều hành CPU quản lý

1.8 Cấu trúc chương trình của s7-200

- 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 phảiđược viết sau lệnh kết thúc chương trình chính, đó là lệnh MEND

- Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình Nếu cần sử dụngchương trình xử lý ngắt phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chínhMEND

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 chươngtrình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình sau này Có thể tự dotrộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính

Chương trình chínhMain Program

- Phương pháp giản đồ thang (Ladder Logic, kí hiệu là LAD)

- Phương pháp liệt kê lệnh (Statement List, ký hiệu là STL)

- Phương pháp sơ đồ khối chức năng (Funtion Block Diagram)

Bài này sẽ giới thiệu chủ yếu các thành phần cơ bản cũng như cách sủ dụng tronglập trình của hai phương pháp phổ biến nhất là LAD, Còn phương pháp FBD chỉ có từVersion 3.0 của phần mêm STEP 7 trở đi

Nếu chương trình được viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình sẽ tự tạo ra mộtchương trình theo kiểu STL tương ứng Nhưng ngược lại không phải mọi chương trìnhđược viết theo kiểu STL đều có thể chuyển sang LAD

Bộ lệnh của phương pháp STL được trình bày đều có một chức năng tương ứng vớimỗi tiếp điểm, các cuộn dây va các hộp dùng trong LAD Những lệnh này phải đọc vàphối hợp các trạng thái của các tiếp điểm để đưa ra một quyết định vè giá rị trạng tháiđầu ra hoặc một giá trị logic cho phép, hoặc không cho phép thực hiện chức năng củamột (hay nhiều) hộp Để dễ dàng làm quen với các thành phần cơ bản của LAD và củaSTL cần nắm được các định nghĩa cơ bản sau:

* Định nghĩa về LAD: LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa Những thành

phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển dùng

rơle Trong chương trình LAD, các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic nhưsau:

- Tiếp điểm: là biểu tượng (symbol) mô tả các tiếp điểm của rơle Các tiếp điểm đó

có thể là thường đóng hay thường mở

- Cuộn dây (coil): là biểu tượng mô tả relay được mắc theo chiều dòng điện cung

cấp cho relay

- Hộp (box): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dọng điện

chay đến hộp Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là bộ thời gian(timer), bộ đếm (counter) và các hàm toán học Cuộn dây và các hộp mắc phải đúngchiều dòng điện

- Mạng LAD: là đường nối các phần tử thành các mạch hoàn thiện, đi từ đường

nguồn bên trái đến đường nguồn bên phải Đường nguồn bên trái là dây nóng, đườngnguồn bên phải là dây trung hòa (neutral) hay là đường trở về nguồn cung cấp,

* Định nghĩa về STL: Phương pháp liệt kê lệnh (STL) là phương pháp thể hiện

chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh Mỗi câu lệnh trong chương trình, kết cảnhững câu lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC

Định nghĩa về ngăn xếp logic(logic stack):

Bảng 1 Định nghĩa về ngăn xếp.

S0 Stack 0 - bit đầu tiên hay bit cuối cùng của ngăn xếp

S1 Stack 1 - bit thứ hai của ngăn xếp

S2 Stack 2 - bit thứ ba của ngăn xếp

S3 Stack 3 - bit thứ tư của ngăn xếp

S4 Stack 4 - bit thứ năm của ngăn xếp

S5 Stack 5 - bit thứ sáu của ngăn xếp

S6 Stack 6 - bit thứ bảy của ngăn xếp

S7 Stack 7 - bit thứ tám của ngăn xếp

S8 Stack 8 - bit thứ chín của ngăn xếp

Để tạo ra được một chương trình dạng STL, người lập trình phải hiểu rõ phươngthức sử dụng 9 bit ngăn xếp logic của S7-200 Ngăn xếp logic là một khối gồm 9 bitchồng lên nhau Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều chỉ làm việc với bítđầu tiên hoặc bít đầu và thứ hai của ngăn xếp Giá trị logic mới đều có thể được gửi

(hoặc được nối thêm) vào ngăn xếp Khi phối hợp hai bít đầu tiên của ngăn xếp đượcbiểu diễn trong hình bên.

* Định nghĩa về FBD: Phương pháp sơ đồ khối sử dụng các “Khối” cho từng chức

năng Ký tự trong hộp cho biết chức năng (ví dụ kí tự  là phép toán logic AND).Ngôn ngữ lập trình này có ưu điểm là 1 người không chuyên lập trình như một kỹ thuậtviên công nghệ cũng có thể sử dụng phương pháp soạn thảo này

1.8.3 Cài đặt phần mềm lập trình.

Đối với phần mềm lập trình PLC S7.200 của hãng Siemen Đức thíuwr dụng phần mềmMicrowin Step 7-v4.0 sp9 ta cài đặt như sau:

Nhấn Enter vào biểu tượng Setup.

Hình 1.9 Cài đặt phần mềm Microwin Step 7-v4.0 sp9

Sau ñó, xác nhận các thông tin bằng cách nhấn các tiếp OK, NEXT, CONTINUE, …

Restart máy tính, sau khi cài xong

Khởi động lại máy tính khi sử dụng nhấn double vào biểu tượng trên destopnhư hình:

Hình 1.10 Lập trình Microwin Step 7-v4.0 sp9

1.9 Kết nối dây giữa PLC và các thiết bị ngoại vi

Việc kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi rất quan trọng Nó quyết định đếnviệc PLC có thể giao tiếp được với thiết bị lập trình (máy tính) cũng như hệ thống điềukhiển có thể hoạt động theo đúng yêu cầu được thiết kế hay không Ngoài ra việc nối

dây còn liên quan đến an toàn cho PLC cũng như hệ thống điều khiển

1.9.1 Cách kết nối

a.Kết nối dây cho PLC hoạt động

Hình 1.11 Sơ đồ kết nối PLC

b.Nối nguồn:

Hình 1.12 Sơ đồ kết nối nguồn PLC

Chú ý: phân biệt loại cấp nguồn nuôi cho PLC.

+Loại DC nguồn nuôi có kí hiệu là M, L

+ Loại AC nguồn nuôi có kí hiệu

Hình 1.13 Vị trí kết nối tín hiệu vào PLC

Chân 1M, 2M nối chung với chân M.

Chân L+ nối vào 1 đầu của tiếp ñiểm, đầu còn lại của tiếp

điểm nối vào các ngỏ vào I trên PLC.

Chân 1L, 2L nối vào nguồn dương.

Từng ngỏ ra từ PLC nối vào 1 đầu của tải, đầu còn lại của tải nối vào nguồn âm.

1.9.2 Đấu nối phần cứng plc

Tuỳ loại PLC mà có các sơ đồ đấu nối phần cứng điều khiển PLC khác nhau, ở giáo trình sử dụng PLC S7.200, CPU 224 Có kí hiệu DC/DC/DC và AC/DC/Rly vậy sơ đồnhư sau:

M L+

PS DC/DC/DC

SIEMENS S7-200

INPUT 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L+

*Các thiết bị được điều khiển ở ngỏ ra:

- Động cơ DC, Động cơ AC 1 pha và 3 pha

- Van khí nén, Van thuỷ lực, Van solenoid

- Đèn báo, đèn chiếu sáng

- Chuông báo giờ

- Động cơ Step Servo

9 8 76

S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS 485 với jack nối 9 chân ñể phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm khác của PLC Tốc

ñộ truyền cho máy lập trình kiểu PPI (Point To Point Interface) là 9600 baud

Hình 1.17 Truyền thông giữa PC và PLC

PLC còn đầu kia với cổng truyền thông nối tiếp RS 232của máy PC Nếu cổng truyền thông nối tiếp RS – 232 với

25 chân thì phải ghép nối qua bộ chuyển đổi 25 chân / 9chân để có thể nối với cáp truyền thông PC / PPI

- Chọn các thông số để truyền thông

- Tốc độ truyền: 09.6k

- Dữ liệu truyền: 11 bit

Câu hỏi ôn tập

Câu 1: PLC là gì?

Câu 2: Nêu các hãng PLC thông dụng

Câu 3: Ưu nhược điểm của PLC

Câu 4: Nêu các bước thiết lập một hệ thống điều khiển?

Câu 5:PLC hãng siemem có các loại nào? Ví dụ

Câu 6: Cấu hình,thông số của plc s7.200 CPU 224

Câu 7: Cấu trúc của PLC s7.200

Câu 8:Xử lý chương trình trong plc s7.200 là gì

Câu 9: Chương trình trong plc s7.200 gồm mấy phần

Câu 10: Nêu các phương pháp lập trình trong plc s7.200

Câu 11: Sơ đồ đấu nối phần cứng với plc s7.200 cpu 224 có ký hiệu DC/DC/DC, giải thích ký hiệu

Câu 12: Sơ đồ đấu nối phần cứng với plc s7.200 cpu 224 có ký hiệu AC/DC/Rly, giải thích ký hiệu

BÀI 2 : CÁC LỆNH CƠ BẢN CỦA PLC

MÃ BÀI: MĐ11-02

Giới thiệu:

Bài học này giúp cho người học hiểu được về cấu trúc các lệnh cơ bản của PLC,

từ đó có thể tư duy đấu nối, lập trình điều khiển theo yêu cầu công nghệ để áp dụng cho từng mạch điện cụ thể

Cung cấp cho học viên kiến thức về phần mềm lập trình,kết nối thiết bị ngoại vigiữa PLC-PC

Mục tiêu:

- Trình bày được cấu trúc và nhiệm vụ các khối chức năng lệnh PLC

- Thực hiện được sự kết nối giữa PLC và các thiết bị

- Trình bày được các chức năng của RS, Timer, counter (bộ định thời, bộ đếm)

- Ứng dụng linh hoạt các chức năng của RS, Timer, counter trong các bài toánthực tế: Lập trình, kết nối, chạy thử

- Rèn luyện tính tỉ mỉ, cẩn thận trong công việc

Phương pháp giảng dạy và học tập bài 3

vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học nhớ các cấu trúc và nhiệm vụ

các khối chức năng lệnh PLC

Điều kiện thực hiện bài học

- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

- Học liệu, dụng cụ, ng uyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu

tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Không có

Kiểm tra và đánh giá bài học

- Nội dung:

thức

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học.

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.

Phương pháp:

 Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)

 Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có

 Kiểm tra định kỳ thực hành: 1 điểm kiểm tra (hình thức: thực hành)

Nội dung chính:

2.1 Các liên kết logic

S7-200 biểu diễn một cách logic cứng bằng một dãy các lập trình Chương trìnhbao gồm một dãy tập lệnh S7-200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh đầu tiên vàkết thúc ở lệnh cuối cùng trong một vòng quét Một vòng như vậy được gọi là mộtvòng quét (scan) Một vòng quét bắt đầu từ việc đọc trạng thái của đầu vảo và sau đóthực hiện chương trình Vòng quét kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái đầu ra Trướckhi bắt đầu một vòng quét tiếp theo S7-200 thực hiện các nhiệm vụ bên trong và nhiệm

vụ truyền thông Chu trình thực hiện chương trình là một chu trình lặp

Cách lập trình cho S7-200 nói riêng và cho các PLC của Siemens nói chung dựatrên hai phương pháp cơ bản: phương pháp hình thang (Ladder logic) và phương phápliệt kê (Statement List) Nếu chương trình được viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình

sẽ tự tạo ra một chương trình tương ứng theo kiểu STL Ngược lại không phải mọichương trình viết theo kiểu STL đều có thể chuyển sang LAD

Để tạo ra một chương trình dạng STL, người lập trình phải hiểu rõ phương thức

sử dụng 9 bit ngăn xếp logic của S7-200 Ngăn xếp logic là một khối gồm 9 bit chồnglên nhau Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều chỉ làm việc với bit đầu tiênhoặc bit đầu và bit thứ hai của ngăn xếp Khi phối hợp hai bit đầu tiên của ngăn xếp thìngăn xếp sẽ được kéo lên 1 bit Ngăn xếp và tên từng bít được ký hiệu như hình 1

Hình 2.1: Ngăn xếp trong S7-200.

Đối với từng loại CPU thì khả năng quản lý không gian nhớ cũng khác nhau dovậy trước khi lập trình cần nắm vững giới hạn của các toán hạng để sử dụng cho đúng.Bảng sau trình bầy giới hạn toán hạng của CPU 214 và CPU224

Bảng2 1: Giới hạn toán hạng của CPU 214 và CPU 224.

Phương pháp truy nhập Giới hạn cho phép của toán hạng

IB (0 – 7)

QB (0 – 7)

MB (0 – 15) SMB (0 – 45)

AC (0 – 3) Hằng số

VB (0 – 4095)

IB (0 – 7)

QB (0 – 7)

MB (0 – 31) SMB (0 – 85)

AC (0 – 3) Hằng số Truy nhập từ đơn

(địa chỉ byte cao)