ĐiỀu khiỂn lẬp trÌnh plc

TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI TPHCM

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

GIÁO TRÌNH

ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

DÙNG CHO HỆ CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP

(LƯU HÀNH NỘI BỘ)

Chủ biên: Th.S Trần Ngọc Bình

TP. HỒ CHÍ MINH – THÁNG 9 NĂM 2012

Một vài năm gần đây, do yêu cầu tự động hóa công nghiệp trong xã

hội ngày càng tăng, các trường đào tạo kỹ thuật đều có thêm ngành học mới

với nhiều tên gọi khác nhau như: Điều khiển tự động, tự động hóa, điều

khiển học, …. nhằm mục đích đào tạo cho xã hội những kỹ sư, công nhân

kỹ thuật để phục vụ trong trong các cơ quan, xí nghiệp được trang bị những

hệ thống tự động điều khiển với qui mô lớn và hiện đại. Do chương trình

đào tạo của các trường hiện nay chưa được thống nhất và tài liệu về chuyên

ngành này chưa được hệ thống hóa, điều này làm cho người dạy và người

học trong lĩnh vực này gặp nhiều khó khăn khi cần tham khảo.

“Giáo Trình Điều Khiển Lập Trình PLC” được biên soạn theo

chương trình khung, trình độ cao đẳng chính quy nhằm mục đích hỗ trợ cho

việc dạy và học các môn chuyên ngành kỹ thuật trong trường Cao Đẳng

Giao Thông Vận Tải TPHCM. Đồng thời, giáo trình cũng là tài liệu tham

khảo của cán bộ, công nhân kỹ thuật nhằm củng cố thêm kiến thức chuyên

ngành, tiếp cận nhanh với các thiết bị tự động hiện đại được sử dụng trong

các ngành công nghiệp.

Tuy tác giả đã có nhiều cố gắng trong quá trình biên soạn, nhưng

giáo trình chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được

sự góp ý, bổ sung của quý độc giả và đồng nghiệp để giáo trình có chất

lượng tốt hơn.

Trân trọng!

TP. HCM, ngày 30 tháng 09 năm 2012

MỤC LỤC

Trang

Chương 1: Tổng quan về điều khiển lập trình 1

1.1. Các loại điều khiển trong công nghiệp 1

1.2. Ưu điểm của PLC 2

1.3. Các ứng dụng của PLC trong thực tế 2

Chương 2: Cấu trúc và phương thức hoạt động của PLC 4

2.1. Cấu trúc của một PLC 4

2.2. Các khối của PLC 8

2.3. Các ngõ vào ra và cách kết nối 12

2.4. Xử lý chương trình 13

2.5. Các phương pháp lập trình (LAD, STL, FBD) 15

Chương 3: Các phép toán nhị phân của PLC 17

3.1. Các liên kết logic 17

3.2. Tập lệnh 21

3.3. Timer 23

3.4. Counter 26

3.5. Các thí dụ 29

Chương 4 : Các phép toán số của PLC 37

4.1. Chức năng truyền dẫn 37

4.2. Chức năng so sánh 38

4.3. Chức năng dịch chuyển 39

4.4. Chức năng biến đổi 40

4.5. Chức năng toán học (cộng, trừ, nhân, chia) 41

4.6. Chức năng số (trị tuyện đối , căn , sin ,cos) 42

Chương 5: Xử lý tín hiệu Analog EM235 47

5.1. Tín hiệu analog 47

5.2. Biểu diễn giá trị analog 48

5.3. Kết nối ngõ vào ra analog 50

5.4. Hiệu chỉnh giá trị analog 53

Chương 6: Thao tác trên phần mềm S7 – 200 64

6.1. Khởi động phần mềm. 64

6.2. Giao diện màn hình. 66

6.3. Các bước thực hiện một dự án. 72

Chương 7: Các họ PLC khác 81

7.1 Họ Omron.

81

7.2 Họ Mitsubishi.

95

Tài liệu tham khảo 96

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

CHƢƠNG 1 1

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH PLC

1.1. Các loại điều khiển trong công nghiệp.

1.1.1. Hệ thống điều khiển là gì ?

Hệ thống điều khiển là tập hợp các thiết bị và dụng cụ điện tử, nó dùng để

vận hành một quá trình một cách chính xác và thông suốt.

1.1.2. Hệ thồng điều khiển dùng rơle.

Trƣớc khi có PLC ngƣời ta điều khiển hệ thống bằng contactor, rơle điện

từ, bộ định thời, bộ đếm. Hệ thống này đƣợc liên kết với nhau để trở thành một

hệ thống hoàn chỉnh. Hệ thống dùng relays rất phức tạp : nhiều dây kết nối, thiết

bị cồng kềnh rất khó sửa chữa bảo trì khi hƣ hỏng, không thể thực hiện đƣợc

những công việc mang tính phức tạp cao, hơn nữa khi có yêu cầu thay đổi về

điều khiển thì bắt buộc phải thiết kế lại và nối dây lại từ đầu.

1.1.3. Hệ thống điều khiển dùng vi xử lý :

Hệ thống điều khiển dùng vi xử lý ra đời đã khắc phục đƣợc một số nhƣợc

điểm của hệ thống dùng rơle nhƣ sơ đồ nối dây và một số ƣu điểm khác nhƣ khả

năng nhớ và thực hiện đƣợc những chức năng phức tạp mà hệ thống điều khiển

bằng rơle không thực hiện đƣợc. Tuy nhiên, hệ thống điều kiển bằng vi xử lý

vẫn tồn tại một số nhƣợc điểm là : khó lập trình và vấn đề xử lý nhiễu.

1.1.4. Hệ thống điều khiển dùng PLC

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

những năm 80, ngƣời ta chế tạo ra các bộ điều khiển có lập trình nhằm nâng cao

độ tin cậy, ổn định, đáp ứng hệ thống làm việc trong môi trƣờng công nghiệp

khắc nghiệt nhƣ nhiệt độ cao, độ ẩm lớn … đêm lại hiệu quả kinh tế cao. Đó là

bộ lập trình đƣợc PLC, đƣợc chuẩn hoá theo ngôn ngữ Anh Quốc là

Programmable Logic Controller (viết tắt là PLC). PLC là sự kết hợp của hệ

thống điều khiển dùng vi xử lý và rơle.


CHƢƠNG 1 2

1.2. Ƣu điểm của PLC

Ngƣời ta sử dụng PLC nhiều trong công nghiệp vì PLC có những ƣu

điểm :

- Độ ổn định, độ tin cây cao.

- Lắp đặt đơn giản.

- Rất dễ lập trình.

- Đáp ứng yêu cầu đòi hỏi mà không cần thây đổi phần cứng.

- Kích thƣớc nhỏ, gọn.

- Có thể nối mạng vi tính để giám sát hệ thống.

- Điều khiển linh hoạt đa dạng.

1.3. Các ứng dụng của PLC trong thực tế

Hiện nay PLC đã đƣợc ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản

xuất cả trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các

hệ thống đơn giản, chỉ có chức năng đóng/mở (ON/OFF) thông thƣờng đến các

úng dụng cho các lĩnh vực phức tạp đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các

thuật toán trong quá trình sản xuất. Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện

nay bao gồm :

- Hóa học và dầu khí: Định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống

ống dẫn, cân đong trong ngành hóa …

- Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hóa trong chế tạo máy, cân đong, quá

trình lắp đặt máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại,… -Bột giấy, giấy, xử

lý giấy : điều khiển máy băm, quá trình ủ bột, quá trình cán, gia nhiệt, …

- Thủy tinh và phim ảnh: quá trình đóng gói, thử nghiệm vật liệu, cân

đong, các khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy, …


CHƢƠNG 1 3

- Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm

soát quá trình sản xuất, bơm (bia, nƣớc trái cây, …), cân đong, đóng gói,

hòa trộn, …

- Kim loại: điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), quy trình sản xuất, kiểm

tra chất lƣợng.

- Năng lượng: điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các

turbin, …), các trạm cần hoạt động tuần tự khai thác vật liệu một cách tự

động (than, gỗ, dầu mỏ, …).

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP

Câu 1: Trình bày những ƣu điểm của PLC trong kỹ thuật điều khiển?

Câu 2: Hãy so sánh những ƣu, khuyết điểm của các hệ thống đều khiển

rơle, hệ thống điều khiển vi xử lý và hệ thống điều khiển PLC?


CHƢƠNG 2 4

CHƢƠNG 2: CẤU TRÚC VÀ PHƢƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA PLC

2.1. Cấu trúc của một PLC

PLC của hãng Siemens hiện có các loại sau : S7-200, S7-300, S7 – 400...

PLC S7–200 có các loại CPU sau : CPU 212, CPU 214, CPU 216, CPU 221,

CPU 222, CPU224 …

2.1.1. Cấu trúc phần cứng

Hình 2.1: Cấu trúc phần cứng của PLC S7-200


CHƢƠNG 2 5

Trong đó:

1: Chân cắm cổng ra.

2: Chân cắm cổng vào

3: Các đèn trạng thái: SF, RUN, STOP.

4: Đèn xanh ở cổng vào chỉ trạng thái tức thời của cổng vào.

5: Cổng truyền thông

6: Đèn xanh ở cổng ra chỉ định trạng thái tức thời của cổng ra.

7: Công tắc

CPU 224 bao gồm:

- Dung lƣợng bộ nhớ chƣơng trình 2K.

- Dung lƣợng bộ nhớ dữ liệu 2K.

- Có 14 cổng vào 10 cổng ra.

- Có thể thêm vào 7 Modul mỡ rộng kể cả Modul Analog.

- Có 128 timer, 180 couter, 688 bits nhớ đặc biệt.

- Có các chế độ ngắt và xử lý ngắt.

- Có 3 bộ đếm tốc độ cao.

- Có 2 bộ điều chỉnh tƣơng tự.

- Toàn bộ dung lƣợng nhớ không bị mất dữ liệu trong thời gian 190 giờ kể

từ khi PLC mất điện.

Các đèn báo trên CPU:

- SF : đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng ( đèn đỏ ).

- RUN : PLC đang ở chế độ làm việc ( đèn xanh ).

- STOP : PLC đang ở chế độ dừng (đèn vàng ).

- Ixx, Qxx: chỉ định trạng thái tức thời cổng (đèn xanh ).

Công tắc chọn chế độ làm việc :

- RUN : Cho phép PLC thực hiện chƣơng trình trong bộ nhớ, PLC sẽ

chuyển từ RUN qua STOP nếu gặp sự cố .


CHƢƠNG 2 6

- STOP : PLC dừng công việc thực hiện chƣơng trình ngay lập tức.

- TERM: Cho phép máy lập trình quyết định chế độ làm việc của PLC.

Dùng phần mềm điều chỉnh RUN, STOP.

Pin và nguồn nuôi bộ nhớ:

Nguồn nuôi dùng để ghi chƣơng trình hoặc nạp một chƣơng trình mới.

Nguồn pin đƣợc sử dụng để tăng thời gian lƣu giữ cho các dữ liệu có

trong bộ nhớ. Nguốn pin tự động chuyển sang trạng thái tích cực nếu dung lƣợng

tụ nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không

bị mất đi.

2.1.2. Cấu trúc bộ nhớ:

Bộ nhớ của S7-200 đƣợc chia làm 3 vùng :

Vùng nhớ chƣơng trình: Dùng để lƣu trữ các lệnh chƣơng trình.

Vùng nhớ dữ liệu: lƣu trữ dữ liệu chƣơng trình, kết quả phép toán, hằng

số đƣợc định nghĩa trƣớc, nó có thể truy nhập theo từng byte, bit hoặc từ.

Vùng dữ liệu: Lƣu giữ dữ liệu chƣơng trình : kết quả phép tình, hằng số

đƣợc định nghĩa trong chƣơng trình. Là vùng nhớ động nó có thể truy

nhập theo từng Bit, Byte, Word và Double Word

o Miền V (variable) : V0 V4095

o Vùng đệm cổng vào I: I0.x I7.x (x có gía trị từ 0 7)

o Vùng đệm cổng ra Q: Q0.x Q7.x (x có gía trị từ 0 7)

o Vùng nhớ nội M ( Internal Memory) : M0.x M31.x (x = 0 7 )

o Vùng nhớ đặc biệt: Specisal memory bits SM0.x –SM85.x (x =0 7).

o Vùng đệm cổng vào tƣơng tự AIW0 – AIW30.

Vùng đối tƣợng:

o Timer: T0 T255

o Counter : C0 C255

o Vùng đệm cổng vào tƣơng tự AIW0 – AIW62


CHƢƠNG 2 7

o Vùng đệm cổng ra tƣơng tự AQW0 – AQW62

o Thanh ghi : Ac 0, AC 1 ,AC 2, AC 3.

o Bộ đếm tốc độ cao : hight counter HSC0 HSC4

Vùng nhớ thông số: Lƣu trữ các từ khoá, địa chỉ tạm thời.

Ngoài ra CPU 224 cho phép mỡ rộng nhiều nhất 7 modul. Các modul

tƣơng tự và số đều có trong S7-200. Có thể mở rộng cổng vào ra của PLC bằng

cách ghép nối thêm vào nó các modul mở rộng về phía bên phải của CPU thành

một móc xích. Địa chỉ của các modul đƣợc xác định bằng kiểu vào ra và vị trí

của các modul trong móc xích.

CPU 224 Modul

0 4/4

Modul 1

8 vào

Modul 2

3/1 analog

Modul 3

8 ra

Modul 4

3/1 analog

I0.0

Q0.0

I2.0 I3.0 AIW 0 Q3.0 AIW 8

I0.1

Q0.1

I2.1 I3.1 AIW 2 Q3.1 AIW 10

I0.2

Q0.2

I2.2 I3.2 AIW 4 Q3.2 AIW 12

I0.3

Q0.3

I2.3 I3.3 Q3.3

I0.4

Q0.4

Q2.0 I3.4 AIW 0 Q3.4 AIW 4

I0.5

Q0.5

Q2.1 I3.5 Q3.5

I0.6

Q0.6

Q2.2 I3.6 Q3.6

I0.7

Q0.7

Q2.3 I3.7 Q3.7


CHƢƠNG 2 8

I1.0

Q1.0

I1.1

Q1.1

I1.2

Q1.2

I1.3

Q1.3

I1.4

Q1.4

I1.5

Q1.5

I1.6

Q1.6

2.2. Các khối của PLC

2.2.1. Khối Program Block:

Có 3 khối chính:

Khối OB1:Là khối chứa chƣơng tình chính và luôn đƣợc quét trong mỗi

chu kỳ quét, là khối lƣợng trong việc thiết kế chƣơng trình.

Khối chƣơng trình con: Là khối chứa chƣơng trình con, khối này sẽ

đƣợc thực thi khi nó đƣợc gọi trong chƣơng trình chính.

Khối chƣơng trình ngắt: Là khối chứa chƣơng trình ngắt, khối này sẽ

đƣợc thực thi khi có sự kiện xảy ra.


CHƢƠNG 2 9

Hình 2.2: Khối Program Block

Trong một chƣơng trình, luôn mặc định có một chƣơng trình chính Main,

chƣơng trình con SBR_0, và chƣơng trình ngắt INT_0. Ta có thể thêm hoặc xóa

một hoặc nhiều chƣơng trình con và chƣơng trình ngắt, bằng cách Click chuột

phải rồi chọn Insert Subroutine hay Interrupt. Tuy nhiên, chƣơng trình chính của

một chƣơng trình thì chỉ có một.

2.2.2. Khối Data Block:

Khối chứa dữ liệu của một chƣơng trình, ta có thể định dạng trƣớc dữ liệu

cho khối này và khi Download xuống PLC thì toàn bộ dữ liệu này sẽ đƣợc lƣu

trong bộ nhớ.

2.2.3. Khối System Block:

Có 10 khối chính:

Communication pots: Định dạng cho cổng giao tiếp bao gồm: Địa chỉ

PLC (PLC Address). Địa chỉ mặc định cho PLC là 2, ta có thể thay đổi địa chỉ

cho PLC khác 2, việc định địa chỉ cho PLC đóng vai trò quan trọng trong việc


CHƢƠNG 2 10

kết nối máy. Ngoài ra trong Port giao tiếp ta cũng cần chọn, tốc độ Baud cho

việc truyền thông. Tốc độ Baud mặc định là 9600.

Retentive Ranges: Trong S7_200 cho phép ta chọn 5 phân vùng có thể

lƣu trữ dữ liệu khi mất điện, nếu ta chon vùng dữ liệu nào trong Retentive thì giá

trị của vùng đó sẽ vẫn không thay đổi khi mất điện, ngƣợc lại giá trị đó sẽ bị

reset về 0 khi mất điện.

Password: S7_200 có 3 mức (Level Password): để bảo đảm bảo mật về

bản quyền thông thƣờng ngƣời sử dụng nên chọn mức Password cao nhất. Số ký

tự trong Pasword tối đa là 8 ký tự.

Trƣờng hợp PLC đã cài Password thì ngƣời không có password không thể

upload chƣơng trình từ PLC, nhƣng ngƣợc lại có thể Download chƣơng trình

mới xuống PLC bằng cách gõ Clear PLC khi phần mềm hỏi Password khi

download. Trƣờng hợp khi ta gõ clear PLC thì toàn bộ dữ liệu cũ sẽ hoàn toàn

mất.

Output table: Ngõ ra của PLC cho phép ta chọn trạng thái ON hay OFF

khi PLC chuyển từ trạng thái Run sang trạng thái Stop, chế độ mặc định của

phần mềm là tất cả trạng thái ngõ ra OFF khi chuyển trạng thái.

Input Filter: S7-200 cho phép ta chọn thời gian lọc của các tín hiệu ngõ

vào, thời gian lọc là thời gian mà ngõ vào phải không đổi trạng thái, trong

khoảng thời gian loc đó thì PLC mới cho phép nhận trạng thái đó.

Thời gian lọc mặc định: 6.4ms: Ngõ vào phải giữ trạng thái ON trong

khoảng thời gian >= 6.4ms thì PLC mới hiểu ngõ vào đó lên mức cao (mức 1).

Pulse catch bits: PLC cho phép ngƣời sử dụng chọn ngõ vào có thể bắt

những tín hiệu nhanh khi chu kỳ quét chƣa kịp quét, tín hiệu đó sẽ giữ cho đến

khi chu kỳ quét đó thực hiện.


CHƢƠNG 2 11

Configure led: PLC cho phép định dạng trạng thái của Led System fault,

hoặc Led diagnostics, trạng thái Led này cho phép ta định dạng màu cam, đó, …

khi chƣơng trình gặp sự cố.

Hình 2.3: Khối System Block


CHƢƠNG 2 12

2.3. Ngõ vào ra và cách kết nối

2.3.1. Loại DC /DC / DC:

Nguồn cung cấp 24 VDC.

Đầu vào số 24 VDC.

Đầu ra số 24 VDC, Imax = 0,75A.

1M 1L 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 2M 2L 0.5 0.6 0.7 1.0 1.1

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

24 VDC

Nguồn tải

24 VDC

Nguồn tải

24 VDC

Nguồn cung cấp cho PLC

Nguồn cung cấp cho ngõ vào PLC

24 VDC

Hình 2.4: Sơ đồ kết nối PLC loại DC/DC/DC


CHƢƠNG 2 13

2.3.2. Loại AC /DC / Rơle:

Nguồn cung cấp : 85-264 VAC.

Đầu vào số : 24 VAC.

Đầu ra số : 5-30 VDC hoặc 5-250 VAC, Imax = 2A.

1L 0.0 0.1 0.2 0.3 2L 0.4 0.5 0.6 3L 0.7 1.0 1.0 N L

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

Nguồn cung cấp cho ngõ vào PLC24 VDC

Nguồn cung cấp cho PLC

85/264 VAC

Nguồn tải

5-30 VDC hoặc

5-250 VAC, Imax = 2A

Nguồn tải

5-30 VDC hoặc


Nguồn tải

5-30 VDC hoặc


Hình 2.5: Sơ đồ kết nối PLC loại AC/DC/RƠLE

2.4. Xử lý chƣơng trình

2.4.1. Cấu trúc chƣơng trình :

Các chƣơng trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm : chƣơng trình

chính (main program) sau đó đến các chƣơng trình con và các xử lý ngắt.


CHƢƠNG 2 14

2.4.2. Thực hiện chƣơng trình:

PLC thực hiện chƣơng trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp đƣợc gọi là

vòng quét (scan), mỗi vòng quét bao gồm các bƣớc sau :

- Đọc các ngõ vào.

- Xử lý yêu cầu.

- CPU tự kiểm tra và chẩn đoán lỗi.

- Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ra các ngõ ra.

Đọc ngõ vào

Gửi đến

ngõ ra

Tự chẩn đoán

Xử lý các

yêu cầu

Hình 2.6: Vòng quét (Scan) của PLC

AC/DC/RƠLE


CHƢƠNG 2 15

PLC thực hiện chƣơng trình theo chu kỳ lặp, mỗi vòng lập đƣợc gọi là

vòng quét (scan). Mỗi vòng quét đƣợc bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ

các cổng vào số, tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chƣơng

trình. Trong từng vòng quét chƣơng trình thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh

kết thúc của khối OB (Block End). Sau giai đoạn thực hiện chƣơng trình là giai

đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số. Số vòng quét kết

thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi.

Thời gian thực hiện vòng quét phụ thuộc vào số câu lệnh trong một

chƣơng trình và khối dữ liệu truyền thông trong vòng quét đó. Nhƣ vậy giữa

việc đọc dữ liệu đối tƣợng để xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển

đến đối tƣợng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Nói

cách khác, thời gian thực hiện vòng quét càng ngắn thì thời gian thực hiện

chƣơng trình càng cao và ngƣợc lại.

2.4.3. Quy trình thiết kế hệ thống điều kiển dùng PLC :

Để chƣơng trình gọn gàng, dễ quan sát và không nhầm lẫn địa chỉ trong quá

trình thảo chƣơng trình cần thực hiện các yêu cầu sau :

Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống.

Xác định có bao nhiêu tín hiệu vào ra.

Lập bảng phân phối nhiệm vụ I / O (symbol table).

Xây dựng giải thuật.

Lập chƣơng trình.

Chạy thử (test).

2.5. Các phƣơng pháp lập trình

Cách lập trình cho S7- 200 nói riêng và cho các PLC của Siemen nói

chung dựa trên hai phƣơng pháp cơ bản : Phƣơng pháp hình thang (Ladder

Logic viết tắc là LAD), Phƣơng pháp liệt kê lệnh (Statement List viết tắt là

STL) và phƣơng pháp lập trình bằng cổng logic (FBD).


CHƢƠNG 2 16

Nếu chƣơng trình đƣợc viết trong LAD thì thiết bị lập trình sẽ tạo một

chƣơng trình theo kiểu STL tƣơng ứng. Ngƣợc lại không phải mọi chƣơng trình

viết trong STL đều chuyển sang LAD đƣợc.

Ví dụ: Ta có mạch điện nhƣ sau:

Lập trình theo LAD

Lập trình theo STL

LD I0.0

A I0.1

= Q0.0

Lập trình theo FBD.


Câu 1: Hãy trình bày chức năng của các khối trong PLC?

Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ kết nối cổng vào ra của các loại PLC?

Câu 3: Hãy trình bày quy trình thiết kế một chƣơng trình dùng PLC? Nêu mục

đích khi lập quy trình thiết kế?

I0.0 I0.1 Q0.0

K

L1 L1

N P

&

I0.0

I0.1 Q0.0


CHƢƠNG 3 17

CHƢƠNG 3: CÁC PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN CỦA PLC

3.1. Các liên kết logic

3.1.1. Các liên kết Logic

a. Hệ thống số :

PLC sử dụng hệ thống nhị phân đƣợc biểu diễn bằng hai con số 0 và 1. Số

0 còn đƣợc định nghĩa là mức logic thấp, công tắt hay nút nhấn đang hở, trạng

thái không làm việc của động cơ, đèn… Số 1 đƣợc định nghĩa là mức logic cao,

công tắt nút nhấn đang đóng, trạng thái làm việc của động cơ, đèn…

Số nhị phân có thể chuyển thành số thập phân bằng cách :

Giá trị = mức logic * số mũ của cơ số 2.

Ví dụ: số nhị phân 101 có giá trị là : 1.22 + 0.2

1 + 1.2

0 = 5 (thập phân)

Ngoài sử dụng số nhị phân, PLC còn sử dụng hệ thống số Hex hệ thập lục

phân.

Hệ thập lục phân sử dụng 16 con số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D,

E, F.

Chuyển qua hệ thập phân :

Ví dụ : 2AB = 2.162 + A.16

1 + B.16

0 = 683.

b. Các khái niệm xử lý thông tin :

Bit : là giá trị ô nhớ có giá trị logic là 0 hoặc 1.

Byte : gồm 8 bit.

Word : 1 từ gồm 2 byte.

Double word : gồm có 4 byte.

LSB MSB byte

Byte cao Byte thấp

word

Byte thấp Byte cao

Double word


CHƢƠNG 3 18

1Kbyte = 210

byte.

1M byte = 220

byte.

3.1.2. Các phƣơng pháp truy nhập:

a. Truy nhập theo bit :

Tên miền + địa chỉ byte +.+ chỉ số bit.

VD : V150.4 : chỉ bit 4 của byte 150 thuộc miền V.

b. Truy nhập theo byte :

Tên miền + B + địa chỉ byte

VD : VB5 : chỉ byte 5 thuộc miền V.

c. Truy nhập theo từ :

Tên miền + W + địa chỉ byte thấp của từ trong miền

VD : VW100 : chỉ từ đơn 2 byte 100 và 101 thuộc miền V. Trong đó byte

100 có vai trò byte thấp.

d. Truy nhập theo từ ghép:

Tên miền + D + địa chỉ byte thấp của từ trong miền

VD : VD150 : chỉ từ ghép gốm 4 byte 150, 151, 152, 153 thuộc miền V,

trong đó byte 150 có vai trò là byte thấp.

3.1.3. Lệnh Logic và đại số Boole :

a. Lệnh NOT

Bảng trạng thái :

Hình 3.1: Bảng trạng thái cổng Not

Ký hiệu :

Hàm NOT thực hiện đảo giá trị mức Logic tại ngỏ vào.

Input Output

0 1

1 0

NOT


CHƢƠNG 3 19

Giản đồ thời gian :

b. Lệnh AND


Hình 3.2: Bảng trạng thái cổng And

Chƣơng trình :

c. Lệnh OR :


Hình 3.3: Bảng trạng thái cổng Or

Chƣơng trình :

Input 1 Input 2 Output

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1


0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Input

Output

Q0.0 I0.0 I0.1

I0.0

I0.1

Q0.0


CHƢƠNG 3 20

d. Lệnh NAND


Hình 3.4: Bảng trạng thái cổng Nand

Chƣơng trình :

e. Lệnh NOR


Hình 3.5: Bảng trạng thái cổng Nor

Chƣơng trình :


0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0


0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

NOT

I0.0

I0.1

Q0.0

NOT

I0.0

Q0.0 I0.1


CHƢƠNG 3 21

f. Lệnh EX-OR


Hình 3.6: Bảng trạng thái cổng Ex-Or

Chƣơng trình :

3.2. Tập lệnh

a. Lệnh kết thúc chƣơng trình (Output):

Ký hiệu :

b. Lệnh vào tiếp điểm (input):

LAD MÔ TẢ TOÁN HẠNG

n

Tiếp điểm thƣờng hở sẽ đƣợc đóng

khi n có giá trị logic 1 n = I, Q, M, SM, T, C.

n

Tiếp điểm thƣờng đóng sẽ đƣợc mở

khi n có giá trị logic 1 n = I, Q, M, SM, T, C.

c. Lệnh ra tiếp điểm (output):


Tiếp điểm sẽ đóng khi có dòng

điện chạy qua n = Q, M.

d. Lệnh SET và RESET:


0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

End

I0.0

I0.1

I0.1 I0.0

Q0.0

n


CHƢƠNG 3 22


(

i = 1 255)

Lệnh Set sẽ đặt i bit kể từ bit thứ

n lên mức logic 1.

n = I, Q, M, SM, T, C.

(

i = 1 255)

Lệnh reset sẽ đặt i bit kể từ bit

thứ n xuống mức logic 0.

n = I, Q, M, SM, T, C.

Hình 3.7: Giản đồ thời gian lệnh Set, Reset

e. Các lệnh đặc biệt về tiếp điểm:

SM0.0

Ký hiệu :

SM0.0

Tiếp điểm luôn luôn đóng.

SM0.1

Ký hiệu :

SM0.0

Tiếp điểm cho ra một xung khi PLC chuyển từ Stop sang Run.

n

S

i

n

R

i


CHƢƠNG 3 23

SM0.4

Ký hiệu :

SM0.4

Tiếp điểm phát xung nhịp chu kỳ 60s

SM0.5

Ký hiệu :

SM0.5

Tiếp điểm phát xung chu kỳ 1s.

Tiếp điểm phát hiện cạnh lên.

Ký hiệu:

P

Khi đầu vào lên mức cao thì tiếp điểm cho ra một xung.

Tiếp điểm phát hiện cạnh xuống

Ký hiệu :

N

Khi đầu vào xuống mức thấp thì tiếp điểm sẽ cho ra một xung. Độ rộng

xung bằng một chu kỳ quét.

3.3. Timer

Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu đầu ra so với đầu vào

Trong S7 –200 CPU 224 có 128 bộ timer chia làm thành hai loại khác

nhau.

Timer tạo thời gian trễ không nhớ TON (On Delay Timer)

Timer tạo thời gian trễ có nhớ TONR (Retentive On Delay Timer)

Timer tạo thời gian trễ không nhớ TOF (Off Delay Timer)


CHƢƠNG 3 24

a. Ký hiệu :

Trong đó :

PT : Preset timer (0 - 32767)

Txx: T0 – T255

Toán hạng : VW, T, C, IW, MW …

Bộ TON và bộ TONR đƣợc chia thành 3 vùng với độ phân giải khác

nhau: 1ms, 10ms, 100ms.

b. Độ phân giải

Độ phân giải TON TOF TONR

1ms

10ms

100ms

T32 , T96

T33 T36

T97 T100

T37 T63

T101 T225

T32 , T96

T33 T36

T97 T100

T37 T63

T101 T225

T0 , T64

T1 T4

T65 T68

T69 T95

T5 T31

c. Hoạt động :

Cả hai loại timer TON và TONR tạo thời gian trễ khi tín hiệu đầu vào lên

mức cao. Nếu giá trị (thời gian ) tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trƣớc thì

ngõ ra tƣơng ứng của bộ định thời đƣợc kích hoạt.

Txx

PT

IN TONR

Txx

PT

IN TON

Txx

PT

IN TOF


CHƢƠNG 3 25

Tín hiệu đầu vào xuống mức thấp thì TON tự động Reset còn TONR thì

không tự động Reset mà cần đến một tín hiệu tác động.

Thông thƣờng dùng lệnh Reset là phƣơng pháp duy nhất để đƣa bộ TONR

về mức thấp.

TOF tạo thời gian trễ khi tín hiệu đầu vào xuống mức thấp. Tín hiệu đầu

vào lên mức cao thì TOF tự động Reset.

d. Giản đồ thời gian

Timer TON

Hình 3.8: Giản đồ thời gian lệnh Timer On delay

Timer TOF

Hình 3.9: Giản đồ thời gian lệnh Timer Off delay

Timer TONR


CHƢƠNG 3 26

Hình 3.10: Giản đồ thời gian lệnh Timer On-Off delay

3.4. Counter

Counter là bộ đếm thực hiện chức năng đếm sƣờn lên của xung trong S7 – 200.

Chia làm 2 loại :

Bộ đếm lên CTU (counter up), bộ đếm xuống CTD (counter down)

Bộ đếm lên đếm xuống (counter up down)

a. Ký hiệu

Đếm lên hoặc đếm xuống

Trong đó :

Cxx : C0 C47 hoặc C80 C127

Cxx

CTU CU

R

PV

Cxx

CTD CD

LD

PV


CHƢƠNG 3 27

CU : đầu vào đếm lên

R : đầu vào reset

PV : Preset value (0 32767)

Đếm lên xuống

Cxx : C48 C79

CU : Đầu vào đếm lên

CD : Đầu vào đếm xuống

R : Đầu vào Reset

PV : - 32767 32767

b. Hoạt động:

Counter đếm lên (CTU): CTU thực hiện đếm lên (tăng lên 1) theo số

sƣờn cạnh lên của tín hiệu logic đầu vào CU. Khi giá trị hiện tại lớn hơn hoặc

bằng giá trị đặt (PV), ngõ ra đƣợc tác động lên mức logic cao. Nếu ngõ vào chân

reset (R) lên mức cao thì giá trị ngõ ra sẽ về mức 0.

Hình 3.11: Giản đồ thời gian lệnh Counter up

Cxx

CTUD

CU

CD

PV

R


CHƢƠNG 3 28

Counter đếm xuống (CTD): Khi chân LD của CTD đƣợc kích lên mức

cao thì giá trị đếm sẽ đƣợc nạp cho bộ đếm. CTD sẽ giảm xuống 1 theo số sƣờn

cạnh lên của tín hiệu logic đầu vào CD. Khi giá trị hiện tại của bộ đếm bằng 0

thì ngõ ra của CTD sẽ đƣợc kích lên mức cao và CTD ngừng đếm.

Hình 3.12: Giản đồ thời gian lệnh Counter down

Counter đếm lên xuống: Khi có một cạnh lên ở chân CU, giá trị bộ đến

sẽ tăng lên mức logic cao. Khi có một cạnh lên ở chân CD, giá trị bộ đếm sẽ

giảm xuống 1. Khi giá trị hiện tại lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt PV, ngõ ra của

CTUD sẽ lên mức logic cao. Giá trị bộ đếm và ngõ ra sẽ xuống mức logic 0 khi

giá trị chân R lên mức cao.


CHƢƠNG 3 29

Hình 3.13: Giản đồ thời gian lệnh Counter up-down

3.5. Các ví dụ

Ví dụ 1:

Mô tả: Nhấn nút Start động cơ quay cùng chiều kim đồng hồ. Nhấn nút

Reverse động cơ quay ngƣợc chiều kim đồng hồ. Nhấn nút Stop động cơ dừng

hoạt động. Khi động cơ đang quay thuận thì không đƣợc phép quay nghịch mà

chỉ khi dừng mới đƣợc phép quay nghịch.

Yêu cầu : Lập bản phân phối nhiệm vụ.

Viết chƣơng trình điều khiển.

Mạch động lực:

M

K1 K2

L1 L2 L3


CHƢƠNG 3 30

Bảng phân phối nhiệm vụ ( Symbol Table)

Hình 3.14: Bảng sysbol table

Sơ đồ nối dây:

Hình 3.15: Sơ đồ kết nối PLC

K1

ON

OFF

REVER

K2

LINE I0.0

I0.1

I0.2

COM

Q0.0

Q0.1


CHƢƠNG 3 31

Chƣơng trình :

Hình 3.16: Chƣơng trình PLC

Ví dụ 2:

Mô tả : Nhấn nút Start động cơ quay cùng chiều kim đồng hồ. Nhấn nút

Reverse động cơ quay ngƣợc chiều kim đồng hồ. Nhấn nút Stop động cơ dừng

hoạt động. Khi động cơ đang quay thuận mà nhấn nút quay nghịch thì phải quay

nghịch.

Yêu cầu: Lập bản phân phối nhiệm vụ.

Chƣơng trình:

Ví dụ 3 : Cho sơ đồ mạch nhƣ hình sau. Hãy trình bày nguyên lý hoạt động của

các Network tƣơng ứng?


CHƢƠNG 3 32

Giản đồ thời gian (nguyên lý hoạt động của các Network tƣơng ứng):


CHƢƠNG 3 33

Ví dụ 4: Mạch điều khiển trò chơi.

Mô tả : Có 3 đấu thủ và một ngƣời điều khiển chƣơng trình. Trƣớc mặt

mỗi đối thủ có một nút nhấn. Khi có câu hỏi, đấu thủ sẽ bấm nút trƣớc mặt và

đƣợc quyền ƣu tiên trả lời. Lúc này đèn trƣớc mặt đối thủ đó sẽ sáng và các đối

thủ sẽ không bấm đƣợc đèn sáng. Đèn của đối thủ sẽ đƣợc tắt bởi đƣợc ngƣời dẫn

chƣơng trình.




CHƢƠNG 3 34


Câu 1: Hãy trình bày nguyên lý hoạt động của Timer On delay, Off delay và

TONR delay?

Câu 2: Hãy trình bày nguyên lý hoạt động của Counter CTU, counter CTD và

counter CTUD?

Câu 3: Thiết kế mạch điều khiển thang máy xây dựng.

Mô tả : Thang máy xây dựng đƣợc điều khiển để chuyển vật tƣ, thiết bị từ

thấp lên cao và ngƣợc lại. Nhấn nút Up thì motor năng gầu lên, gặp công tắc hành

trình motor dừng lại. Nhấn nút Down thì motor hạ gầu xuống, gặp công tắc hành

trình motor dừng. Khi năng gầu lên hoặc xuống nhấn nút Stop thì gầu dừng, lúc

này có thể năng gầu lên hoặc xuống tuỳ ý. Trong khi gầu đang chuyển động thì

đèn báo luôn chớp.



Câu 4: Viết chƣơng trình điều khiển mô hình băng tải nhƣ sau:

Nhấn nút ON nắp S1 mở ra đồng thời băng tải 1 hoạt động, 3s sau băng tải

2 hoạt động, 3s sau băng tải 3 hoạt động.

Nhấn nút OFF nắp S1 đóng lại, băng tải 1 dừng, 3s sau băng tải 2 dừng, 3s

sau băngtải 3 dừng.

Khi băng tải 1 quá tải thì nắp S1 đóng lại băng tải 1 dừng, 3s sau băng tải 2

dừng, 3s sau băngtải 3 dừng. Nhấn nút ON thì hệ thống làm việc trở lại.

Khi băng tải 2 quá tải thì nắp S1 đóng lại, băng tải 1 và 2 dừng, 3s sau băng tải 3

dừng.

Khi băng tải 3 quá tải thì tƣơngtự nhấn nút OFF.




CHƢƠNG 3 35

Câu 5: Mạch khởi động động cơ sao – tam giác.

Nhấn nút Start để khởi động động cơ, để đảm bảo an toàn chuông sẽ reo

trong 10s và đèn chớp đúng 10 lần. Sau đó động cơ hoạt động ở chế độ đấu sao.

Sau một khoảng thới gian định trƣớc đủ để động cơ đạt tốc độ nhất định, động cơ

chuyển sang hoạt động ở chế độ dấu tam giác.

Khi nhấn nút Stop động cơ dừng hoạt động.

Câu 6: Mạch điều khiển tuần tự 3 máy bơm.

Hệ thống 3 máy bơm đƣợc thiết lập theo chế độ sau, mỗi máy bơm hoạt

động trong 50 giây.

Nhấn nút Start động cơ hoạt động theo trình tự. Nhấn nút Stop 3 động cơ

dừng.

Máy 1 Máy 2 Máy 3

1

0

0

0

1

0

0

0

1

Băng tải 1

Băng tải 2

Băng tải 3

Vật liệu Nắp S1


CHƢƠNG 3 36

Câu 7: Viết chƣơng trình điều khiển mô hình máy pha trộn chất lỏng có yêu cầu

nhƣ sau :

- Nhấn nút On hệ thống hoạt động.

- Khi hoạt động Va bơm nƣớc vào bồn, khi nƣớc đến S2 thì Va dừng Vb

hoạt động, khi nƣớc đến S3 thì Vb dừng, động cơ M quay 10s thì dừng Vc

hoạt động đổ nƣớc ra ngoài, khi nƣớc xuống đến S1 thì Vc đóng Va mở để

chu trình mới lập lai.

- Nhấn nút Off hệ thống dừng.

- Nhấn nút On trở lại thì chƣơng trình đang hoạt động ở đâu thì làm việc tại

đó.

Câu 8: Mạch nhấp nháy có số lần quy định trƣớc.

Khi nhấn nút ON thì đèn báo nhấp nháy với chu kỳ 5s, lặp lại 12 lần rồi dừng.

Nếu đang nháy nhấn nút OFF thì dừng, nhấn nút ON thì chu kỳ mới lập lại

Câu 9: Lập bảng phân phối nhiệm vụ, vẽ kết nối phần cứng và viết chƣơng trình

điều khiển hệ thống băng chuyền có yêu cầu nhƣ sau :

- Khi nhấn nút ON thì băng chuyền hộp hoạt động để kéo hộp.

- Khi hộp vào vị trí (Cảm biến S1 lên mức cao) thì băng chuyền hộp dừng.

Sau 2 giây băng chuyền táo hoạt động để chuyền táo vào hộp.

Vb Va

M

S1

S2

Vc

Hoá chất nƣớc

S3

nƣớc


CHƢƠNG 3 37

- Cảm biến 2 (S2) sẽ đếm số lƣợng táo. Nếu số táo đủ 10 thì băng chuyền

táo dừng. Sau 2 giây băng chuyền hộp hoạt động.

- Hệ thống liên tục hoạt động cho đên khi nhấn nút OFF thì hệ thống dừng.

- Nếu vì sự cố nhƣ mất điện (không nhấn nút OFF) hệ thống dừng thì khi

nhấn nút ON hệ thống hoạt động lại ngay tại vị trí mất điện.

Hộp

Hộp

Hộp

Hộp

Băng chuyền táo

Băng chuyền hộp

S2

S1

Táo


CHƢƠNG 4 37

CHƢƠNG 4: CÁC PHÉP TOÁN SỐ CỦA PLC

4.1. Chức năng truyền dẫn (lệnh giao tiếp Communication)

Lệnh truyền: XMT

Lệnh nhận: RCV

Trong đó:

TBL: Byte chứa số lƣợng byte cũng nhƣ

vị trí byte bắt đầu truyền qua cổng Port

giao tiếp.

Port: Chỉ port thực hiện việc truyền nhận

dữ liệu.

Ví dụ: Truyền chuỗi “TRI” qua cổng Port 0.

Lệnh truyền đƣợc thực hiện bằng lệnh XMT.

Trong đó:

3 là số byte cần truyền, đƣợc đƣa vào VB200.

“T” đƣợc đƣa vào byte VB201.

“R” đƣợc đƣa vào byte VB202.

“I” đƣợc đƣa vào byte VB203.


CHƢƠNG 4 38

Việc nhận dữ liệu qua port giao tiếp đƣợc thực hiện bằng 2 cách:

Nhận dữ liệu bằng lệnh RCV (hoàn toàn tƣơng tự việc truyền dữ liệu).

Nhận dữ liệu bằng cách dùng phƣơng pháp ngắt thông qua port giao

tiếp, phƣơng pháp này thƣờng đƣợc dùng nhiều hơn. Vì có thể quản lý đƣợc

số lƣợng buyte truyền nhận dễ dàng hơn.

4.2. Chức năng so sánh (Compare)

Khi lập trình nếu có các quyết định đƣợc thực hiện dựa trên kết quả của

việc so sánh thì có thể sử dụng các lệnh so sánh theo byte, word, double word,

real trong S7- 200.

Các phép so sánh thƣờng gặp trong toán học là : so sánh bằng, so sánh lớn

hơn hoặc bằng, so sánh nhỏ hơn hoặc bằng.

a. Phép so sánh bằng:

Ký hiệu


CHƢƠNG 4 39

Tiếp điểm đóng khi n1 = n2

n1, n2 là số thực, counter, timer …

D, I, R,B, lần lƣợc là Double word, số tự nhiên, số thực, Byte.

b. Phép so sánh lớn hơn hoặc bằng :

Ký hiệu :

Tiếp điểm đóng khi n1 n2

c. Phép so sánh nhỏ hơn hoặc bằng :

Ký hiệu

Tiếp điểm đóng khi n1 n2

d. Phép so sánh lớn hơn, nhỏ hơn.

4.3. Chức năng dịch chuyển

n1

> = D

n2

n1

> = I

n2

n1

> = R

n2

n1

> = B

n2

n1

< = D

n2

n1

< = I

n2

n1

< = R

n2

n1

< = B

n2

n1

< I

n2

n1

< D

n2

n1

< R

n2

n1

< B

n2 n1

> D

n2

n1

> I

n2

n1

> R

n2

n1

> B

n2

n1

= = D

n2

n1

= = I

n2

n1

= = R

n2

n1

= = B

n2


CHƢƠNG 4 40

Ngƣời ta dùng lệnh Mov để:

Nạp giá trị từ ngoài vào bộ nhớ.

Duy chuyển dữ liệu từ vùng nhớ này sang vùng nhớ khác, từ miền nhớ

này sang miền nhớ kia.

Xuất dữ liệu từ miền nhớ ra ngoài.

Trong S7-200 có các hàm Move sau:

Move _ B: Di chuyển giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Byte.

Move _ W: Di chuyển giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Word.

Move _ DW: Di chuyển giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Double word.

Move _ R: Di chuyển giá trị cho nhau trong giới hạn 1 Dint.

4.4. Chức năng biến đổi


CHƢƠNG 4 41

Tƣơng tự, ta có các hàm chuyển đổi sau:

I_ DI: Đổi số nguyên 16 bit sang số nguyên 32 bit.

DI_ I: Đổi số nguyên 32 bit sang số nguyên 16 bit.

DI_ I: Đổi số nguyên 32 bit sang số thực.

BCD_ I: Đổi số BCD 16 bit sang số nguyên 16 bit.

I_ BCD: Đổi số nguyên 16 bit sang số BCD.

Trong trƣờng hợp việc đổi từ số dung lƣợng nhỏ sang dung lƣợng lớn hơn

thì chƣơng trình luôn thực thi. Ngƣợc lại, nếu giá trị chuyển lớn hơn thì bị tràn ô

nhơ, chƣơng trình sẽ không thực thi và bit tràn SM1.1 sẽ lên mức cao (mức 1).

4.5. Chức năng toán học

a. Lệnh ADD (cộng )

b. Lệnh SUB (trừ )

c. Lệnh MUL (nhân)

ADD-R EN

IN 1

IN 2 OUT

SUB-R EN

IN 1

IN 2 OUT

ADD-I EN

IN 1

IN 2 OUT

ADD-DI EN

IN 1

IN 2 OUT

SUB-DI EN

IN 1

IN 2 OUT

SUB-I EN

IN 1

IN 2 OUT


CHƢƠNG 4 42

Khi nhân 2 số thì dữ liệu sẽ tăng lên 4 byte.

d. Lệnh DIV chia

Khi chia 2 số phần thƣơng số sẽ đƣợc ghi ở 2 byte thấp, dƣ số đƣợc ghi ở

2 byte cao.

4.6. Chöùc naêng soá (trò tuyeän ñoái , caên , sin ,cos).

SQRT lệnh thực hiện việc lấy căn bậc 2 của số thực 32 bit.

Lệnh SM1.0

Kết qủa 0

SM1.1

Báo tràn

SM1.2

Kết quả âm

SM1.3

Chia cho 0

ADD-I-D-R-DI Có Có 1 Có Không

SUB-I-D-R-DI Có Có 1 Có Không

MUL-I-D-DI Có Không không

MUL-R Có Có 2 Không

DIV-I-D-DI Có Có 1 Có

DIV-R Có Có 2 Có

SQRT Có Có 2 Có Không

Có 1 : kết quả bị tràn ô nhớ.

Có 2 : tràn hoặc toán hạn không hợp kiểu.

MUL-R EN

IN 1

IN 2 OUT

DIV-R EN

IN 1

IN 2 OUT

MUL-I EN

IN 1

IN 2 OUT

MUL-DI EN

IN 1

IN 2 OUT

DIV-DI EN

IN 1

IN 2 OUT

DIV-I EN

IN 1

IN 2 OUT


CHƢƠNG 4 43


Câu 1: Hãy trình bày các chức năng so sánh, chức năng dịch chuyển, chức năng

biến đổi trong PLC S7-200?

Câu 2: Thiết kế mạch điều khiển thang máy xây dựng.

Mô tả : Thang máy xây dựng đƣợc điều khiển để chuyển vật tƣ, thiết bị từ

thấp lên cao và ngƣợc lại. Nhấn nút Up thì motor năng gầu lên, gặp công tắc

hành trình motor dừng lại. Nhấn nút Down thì motor hạ gầu xuống, gặp công tắc

hành trình motor dừng. Khi năng gầu lên hoặc xuống nhấn nút Stop thì gầu

dừng, lúc này có thể năng gầu lên hoặc xuống tuỳ ý. Trong khi gầu đang chuyển

động thì đèn báo luôn chớp.



Câu 3: Viết chƣơng trình điều khiển mô hình băng tải nhƣ sau:

Nhấn nút ON nắp S1 mở ra đồng thời băng tải 1 hoạt động, 3s sau băng tải

2 hoạt động, 3s sau băng tải 3 hoạt động.

Nhấn nút OFF nắp S1 đóng lại, băng tải 1 dừng, 3s sau băng tải 2 dừng, 3s

sau băngtải 3 dừng.

Khi băng tải 1 quá tải thì nắp S1 đóng lại băng tải 1 dừng, 3s sau băng tải

2 dừng, 3s sau băngtải 3 dừng. Nhấn nút ON thì hệ thống làm việc trở lại.

Khi băng tải 2 quá tải thì nắp S1 đóng lại, băng tải 1 và 2 dừng, 3s sau băng tải 3

dừng.

Khi băng tải 3 quá tải thì tƣơngtự nhấn nút OFF.




CHƢƠNG 4 44

Câu 4: Mạch khởi động động cơ sao – tam giác.

Nhấn nút Start để khởi động động cơ, để đảm bảo an toàn chuông sẽ reo

trong 10s và đèn chớp đúng 10 lần. Sau đó động cơ hoạt động ở chế độ đấu sao.

Sau một khoảng thới gian định trƣớc đủ để động cơ đạt tốc độ nhất định, động

cơ chuyển sang hoạt động ở chế độ dấu tam giác.

Khi nhấn nút Stop động cơ dừng hoạt động.

Câu 5: Mạch điều khiển tuần tự 3 máy bơm.

Hệ thống 3 máy bơm đƣợc thiết lập theo chế độ sau, mỗi máy bơm hoạt

động trong 50 giây.

Nhấn nút Start động cơ hoạt động theo trình tự. Nhấn nút Stop 3 động cơ

dừng.

Máy 1 Máy 2 Máy 3

1

0

0

0

1

0

0

0

1

Băng tải 1

Băng tải 2

Băng tải 3

Vật liệu Nắp S1


CHƢƠNG 4 45

Câu 6: Viết chƣơng trình điều khiển mô hình máy pha trộn chất lỏng có yêu cầu

nhƣ sau :

- Nhấn nút On hệ thống hoạt động.

- Khi hoạt động Va bơm nƣớc vào bồn, khi nƣớc đến S2 thì Va dừng Vb

hoạt động, khi nƣớc đến S3 thì Vb dừng, động cơ M quay 10s thì dừng Vc

hoạt động đổ nƣớc ra ngoài, khi nƣớc xuống đến S1 thì Vc đóng Va mở

để chu trình mới lập lai.

- Nhấn nút Off hệ thống dừng.

- Nhấn nút On trở lại thì chƣơng trình đang hoạt động ở đâu thì làm việc tại

đó.

Câu 7: Mạch nhấp nháy có số lần quy định trƣớc.

Khi nhấn nút ON thì đèn báo nhấp nháy với chu kỳ 5s, lặp lại 12 lần rồi

dừng. Nếu đang nháy nhấn nút OFF thì dừng, nhấn nút ON thì chu kỳ mới lập

lại

Câu 8: Lập bảng phân phối nhiệm vụ, vẽ kết nối phần cứng và viết chƣơng trình

điều khiển hệ thống băng chuyền có yêu cầu nhƣ sau :

- Khi nhấn nút ON thì băng chuyền hộp hoạt động để kéo hộp.

- Khi hộp vào vị trí (Cảm biến S1 lên mức cao) thì băng chuyền hộp dừng.

Sau 2 giây băng chuyền táo hoạt động để chuyền táo vào hộp.

Vb Va

M

S1

S2

Vc

Hoá chất nƣớc

S3

nƣớc


CHƢƠNG 4 46

- Cảm biến 2 (S2) sẽ đếm số lƣợng táo. Nếu số táo đủ 10 thì băng chuyền

táo dừng. Sau 2 giây băng chuyền hộp hoạt động.

- Hệ thống liên tục hoạt động cho đên khi nhấn nút OFF thì hệ thống dừng.

- Nếu vì sự cố nhƣ mất điện (không nhấn nút OFF) hệ thống dừng thì khi

nhấn nút ON hệ thống hoạt động lại ngay tại vị trí mất điện.

Hộp

Hộp

Hộp

Hộp

Băng chuyền táo

Băng chuyền hộp

S2

S1

Táo


CHƢƠNG 5 47

CHƢƠNG 5: XỬ LÝ TÍN HIỆU MODUL ANALOG EM235

5.1. Tín hiệu Modul Analog

Hãy so sánh việc cộng hai tín hiệu tƣơng tự (Modul Analog) với việc cộng

hai tín hiệu số (digital), công việc nào đơn giản hơn khi mà kỹ thuật số phát triển

nhƣ hiện nay?

Ta cần điều khiển nhiệt độ của một lò nung sao cho đạt đƣợc chất lƣợng

nào đó, làm thế nào để đo nhiệt độ về và xử lý nhiệt độ đó nhƣ thế nào trong bài

toán điều khiển?

Một trong những công cụ đƣợc sử dụng là module Modul Analog: Module

Modul Analog là một công cụ để xử lý các tín hiệu tƣơng tự thông qua việc xử

lý các tín hiệu số.

5.1.1. Analog input

Thực chất nó là một bộ biến đổi tƣơng tự - số (A/D). Nó chuyển tín hiệu

tƣơng tự ở đầu vào thành các con số ở đầu ra. Dùng để kết nối các thiết bị đo với

bộ điều khiển: chẳng hạn nhƣ đo nhiệt độ.

5.1.2. Analog output

Modul Analog output cũng là một phần của module Modul Analog. Thực

chất nó là một bộ biến đổi số - tƣơng tự (D/A). Nó chuyển tín hiệu số ở đầu vào

thành tín hiệu tƣơng tự ở đầu ra. Dùng để điều khiển các thiết bị với dải đo

tƣơng tự. Chẳng hạn nhƣ điều khiển Van mở với góc từ 0-100%, hay điều khiển

tốc độ biến tần 0-50Hz.

5.1.3. Nguyên lý hoạt động chung của các cảm biến và các tín hiệu đo chuẩn

trong công nghiệp.

Thông thƣờng đầu vào của các module Modul Analog là các tín hiệu điện

áp hoặc dòng điện. Trong khi đó các tín hiệu tƣơng tự cần xử lý lại thƣờng là các

tín hiệu không điện nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lƣu lƣợng, khối lƣợng . . . Vì


CHƢƠNG 5 48

vậy ngƣời ta cần phải có một thiết bị trung gian để chuyển các tín hiệu này về tín

hiệu điện áp hoặc tín hiệu dòng điện – thiết bị này đƣợc gọi là các đầu đo hay

cảm biến.

Để tiện dụng và đơn giản các tín hiệu vào của module Modul Analog

Input và tín hiệu ra của module Modul Analog Output tuân theo chuẩn tín hiệu

của công nghiệp. Có 2 loại chuẩn phổ biến là chuẩn điện áp và chuẩn dòng điện.

Điện áp : 0 – 10V, 0-5V, 5V…

Dòng điện : 4 – 20 mA, 0-20mA, 10mA.

Trong khi đó tín hiệu từ các cảm biến đƣa ra lại không đúng theo chuẩn.

Vì vậy ngƣời ta cần phải dùng thêm một thiết chuyển đổi để đƣa chúng về chuẩn

công nghiệp.

Kết hợp các đầu cảm biến và các thiết bị chuyển đổi này thành một bộ

cảm biến hoàn chỉnh , thƣờng gọi tắt là thiết bị cảm biến, hay đúng hơn là thiết

đo và chuyển đổi đo ( bộ transducer).

Hình 5.1: Sơ đồ khối của tín hiệu

5.2. Biểu diễn giá trị Modul Analog EM235

EM 235 là một module tƣơng tự gồm có 4AI và 1AO 12bit (có tích hợp

Modul Analog Input

( A/D)

Các con số

Modul Analog

Output

( D/A)

Các con số

Đầu đo

Thiết bị

chuyển

đổi

Thiết bị cảm biến

Module Modul

Analog

Tín hiệu vào

không điện

0 – 10V

4-20 mA

Tín hiệu ra tƣơng tự

0 – 10 V

4 – 20 mA


CHƢƠNG 5 49

các bộ chuyển đổi A/D và D/A 12bit ở bên trong).

Hình 5.2: Cấu trúc modul analog EM235

5.2.1. Các thành phần của module Modul Analog EM235.

Thành phần Mô tả

4 đầu vào tƣơng tự

đƣợc kí hiệu bởi

các chữ cái

A,B,C,D

A+ , A- , RA Các đầu nối của đầu vào A

B+ , B- , RB Các đầu nối của đầu vào B

C+ , C- , RC Các đầu nối của đầu vào C

D+ , D- , RD Các đầu nối của đầu vào D

1 đầu ra tƣơng tự (MO,VO,IO) Các đầu nối của đầu ra

Gain Chỉnh hệ số khuếch đại

Offset Chỉnh trôi điểm không

Switch cấu hình Cho phép chọn dải đầu vào và độ phân

giải

Hình 5.3: Các thành phần của modul analog EM235


CHƢƠNG 5 50

5.3. Kết nối ngõ vào ra của Modul Analog

5.3.1. Sơ đố khối ngõ vào Modul Analog

Hình 5.4: Sơ đồ kết nối vào ra của modul analog EM235

Đầu vào tƣơng tự:

Với thiết bị đo đầu ra kiểu điện áp

RA

A+

A-

+

-

Điện áp


CHƢƠNG 5 51

Với thiết bị đo tín hiệu đầu ra dòng điện:

Hoặc:

5.3.2. Sơ đồ khối ngõ ra Modul Analog

RA

A+

A-

4-20

mA

L+

M

-

+

RA

A+

A-

4-20

mA

PS

PS

M

+

-


CHƢƠNG 5 52

Hình 5.5: Sơ đồ khối ngõ ra của modul analog

Đầu ra tƣơng tự:

5.3.3. Cấp nguồn cho Modul Analog:

MO

VO

IO

Tải điện áp

Tải dòng điện


CHƢƠNG 5 53

Hình 5.6: Sơ đồ cấp nguồn của modul analog

5.3.4. Tổng quát cách nối dây:

Hình 5.7: Sơ đồ nối dây của modul analog

5.4. Hiệu chỉnh giá trị Modul Analog

5.4.1. Định dạng dữ liệu

a. Dữ liệu ngõ vào:

Ký hiệu vùng nhớ: AIWxx (Ví dụ AIW0, AIW2…)

M

L+

Nguồn

24 VDC


CHƢƠNG 5 54

Định dạng:

Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0-10V,0-20mA):

MSB LSB

15 14 3 2 1 0

0 Dữ liệu 12 bit 0 0 0

Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào (áp, dòng)

thành giá trị số từ 032000.

Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ 10V, 10mA,):

MSB LSB

15 4 3 2 1 0

Dữ liệu 12 bit 0 0 0 0

Modul Modul Analog Input của S7-200 chuyển dải tín hiệu đo đầu vào

áp, dòng) thành giá trị số từ -3200032000.

b. Dữ liệu ngõ ra:

Ký hiệu vung nhớ AQWxx (Ví dụ AQW0, AQW2…)

Định dạng dữ liệu

+ Đối với dải tín hiệu đo không đối xứng (ví dụ 0-10V,4-20mA):

MSB LSB

15 14 4 3 2 1 0

0 Dữ liệu 11 bit 0 0 0 0

Modul Modul Analog output của S7-200 chuyển đổi con số 0

32000 thành tín hiệu điện áp đầu ra 010V.

+ Đối với dải tín hiệu đo đối xứng (Ví dụ 10V, 10mA,): Kiểu này các


CHƢƠNG 5 55

module Modul Analog output của S7-200 không hỗ trợ.

MSB LSB

15 4 3 2 1 0

Dữ liệu 12 bit 0 0 0 0

c. Bảng tổng hợp:

5.4.2. Cài đặt dải tín hiệu vào.

Module EM 235 cho phép cài đặt dải tín hiệu và độ phân giải của đầu vào

bằng switch:

Sau đây là bảng cấu hình :

Định dạng dữ liệu Giá trị chuyển đổi

Kiểu tín hiệu đối xứng (

10V, 10mA,)

- 32000 đến +32000

Tín hiệu không đối xứng

(010V, 420mA)

0 đến +32000

On

Off


CHƢƠNG 5 56

Dải không đối xứng Dải đầu vào Độ phan giải

SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6

ON OFF OFF ON OFF ON 0 – 50 mV 12.5 uV

OFF ON OFF ON OFF ON 0 – 100 mV 25 uV

ON OFF OFF OFF ON ON 0 – 500 mV 125 uV

OFF ON OFF OFF ON ON 0 – 1 V 250 uV

ON OFF OFF OFF OFF ON 0 – 5 V 1.25 mV

ON OFF OFF OFF OFF ON 0 – 20 mA 5 uA

OFF ON OFF OFF OFF ON 0 – 10 V 2.5 mV

Dải đối xứng Dải đầu vào Độ phân giải

SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6

ON OFF OFF ON OFF OFF ± 25 mV 12.5 uV

OFF ON OFF ON OFF OFF ± 50 mV 25 uV

OFF OFF ON ON OFF OFF ± 100 mV 50 uV

ON OFF OFF OFF ON OFF ± 250 mV 125 uV

OFF ON OFF OFF ON OFF ± 500 mV 250 uV

OFF OFF ON OFF ON OFF ± 1V 500 uV

ON OFF OFF OFF OFF OFF ± 2.5 V 1.25 mV

OFF ON OFF OFF OFF OFF ± 5 V 2.5 mV

OFF OFF ON OFF OFF OFF ± 10 V 5 mV

5.4.3. Trình tự thiết lập và căn chỉnh cho module Modul Analog .

a. Căn chỉnh đầu vào cho module Modul Analog

Hãy tắt nguồn cung cấp cho module

Gạt switch để chọn dải đo đầu vào

Bật nguồn cho CPU và module. Để module ổn định trong vòng 15 phút.


CHƢƠNG 5 57

Sử dụng các bộ truyền, nguồn áp, hoặc nguồn dòng, cấp giá trị 0 đến

một trong những đầu vào.

Đọc giá trị nhận đƣợc trong CPU.

Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh OFFSET để đƣa giá trị về 0 (căn chỉnh

điểm không) , hoặc giá trị số cần thiết kế.

Sau đó nối một trong những đầu vào với giá trị lớn nhất của dải đo.

Đọc giá trị nhận đƣợc trong CPU.

Căn cứ vào giá trị đó hãy chỉnh GAIN để đọc đƣợc giá trị là 32000,

hoặc giá trị số cần thiết kế.

Lặp lại các bƣớc chỉnh OFFSET và GAIN nếu cần thiết.

Chú ý :

Phải chắc chắn nguồn cung cấp cho cảm biến phải đƣợc loại bỏ nhiễu

và phải ổn định.

Dây dẫn tín hiệu phải có lớp bảo vệ chống nhiễu.

Các đầu vào Modul Analog không sử dụng phải đƣợc nối ngắn mạch

(ví dụ A+ nối với A-)

Ví dụ: Viết chƣơng trình con tính toán giá trị điện áp đo từ chiết áp.

Xây dựng công thức tính toán:

Dải điện áp đầu ra của chiết áp : 0 – 10V

Với dải điện áp này module Modul Analog sẽ chuyển đổi sang dải giá

trị từ 0 – 32000.

Vậy nếu ta đọc đƣợc giá trị trên CPU là 24000 thì giá trị Modul Analog

ở đầu vào là bao nhiêu Volt ?


CHƢƠNG 5 58

Sự biến đổi từ giá trị tƣơng tự đầu vào sang các con số là sự biến đổi 1-1 ,

và hoàn toàn tuyến tính. Vì vậy mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra là mối quan

hệ tuyến tính có dạng đƣờng thẳng đơn giản y = ax + b.

Có thể thấy ngay phƣơng trình trên có dạng y = x/3200. Do đó nếu biết

đƣợc giá trị số là 24000 ta tính đƣợc ngay đầu ra là 7.5 V.

Ta hãy tổng quát hóa công thức tính toán để có thể xây dựng chƣơng trình

con:

Đầu ra số

(x)

0 32000

0

10

24000

? V

Đầu vào Modul

Analog

( y ) - V


CHƢƠNG 5 59

Các kí hiệu :

A_In : Giá trị Modul Analog đầu vào cần xác định.

A_Min : Giá trị giới hạn dƣới của giá trị đầu vào tƣơng tự.

A_Max : Giá trị giới hạn trên của giá trị đầu vào tƣơng tự.

D_out : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_In.

D_Min : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_Min.

D_Max : Giá trị chuyển đổi bằng số của A_Max.

Từ đây ta xác định đƣợc công thức tính toán cho giá trị đầu vào.

Chƣơng

trình con

tính toán

y = x/3200

24000

0

32000

0.0 (V)

10.0 (V)

7.5 (V)

Chƣơng

trình con

tính toán

y = ax + b

D_Out

D_Min

D_Max

A_Min

A_Max

A_In

Tổng quát hóa


CHƢƠNG 5 60

MinAMinDOutDMinDMaxD

MinAMaxAInA _)__(

__

___

Viết chƣơng trình :

Chƣơng trình con :

Khai báo các biến vào ra và biến tạm thời

Các chú thích :


CHƢƠNG 5 61

Chƣơng trình con :


CHƢƠNG 5 62

Gọi chƣơng trình con

Tiến hành biên dịch, download, và debug chƣơng trình


CHƢƠNG 5 63


Câu 1: Hãy cho biết các thành phần của module Modul Analog EM235 trong

PLC S7-200?

Câu 2: Hãy vẽ sơ đồ khối ngõ vào, ngõ ra của Modul analog EM 235?

Câu 3: Viết chƣơng trình đo nhiệt độ môi trƣờng.

Dải tín hiệu đo 0-150oC

Đầu ra 0-10V

Cần tính nhiệt độ thực tế môi trƣờng là bao nhiêu.


CHƢƠNG 6 64

CHƢƠNG 6: THAO TÁC TRÊN PHẦN MỀM S7-200-SIMULATIE

6.1. Khởi động:

Cách 1: Start -> Simatic -> Step7 MicroWin -> Step7 -> MicoWin32.

Cách 2 : nhấp đúp vào biểu tƣợng Step7 MicroWin trên nền Desktop

của Window.

Hình 6.1: Biểu tƣợng phần mềm S7-200 Simulatie

6.2. Giao diện màn hình

Hình 6.2: Giao diện phần mềm S7-200 Simulatie

Intruction

Tree

Navigation

Bar

Cross Reference

Status Chart Data Bock

Output

Windown

Status Bar Program editor Local Variable

Table

Symbol Table


CHƢƠNG 6 65

Các thành phần của menu STEP7

Thanh Menu: Cho phép thao tác bằng mouse hay bàn phím. Có thể thay

đổi menu công cụ theo ý riêng.

Thanh công cụ: Để giúp truy cập mouse cho các công việc với chƣơng

trình STEP 7-Micro/WIN 32 dễ hơn. Có thể thay đổi menu công cụ theo ý riêng,

(tuy nhiên vui lòng đừng thay đổi, vì đây là máy của trung tâm Việt Đức, chứ

không phải của riêng bạn,)

Thanh điều hƣớng (Navigation): Gồm nhiều nhóm, đƣợc chọn bằng các

nút nhấn, để tăng cƣờng các tính năng lập trình:

"View": Chọn loại thể hiện này để thấy các nút điều khiển nhƣ: Khối

chƣơng trình (Program Block), Bảng ký hiệu (Symbol Table), bảng trạng thái

(Status Chart), khối dữ liệu (Data Block), khối hệ thống (System Block), phần

tham khảo trích ngang (Cross Reference), và trạng thái kết nối

(Communications).

"Tools": Chọn loại thể hiện này để thấy các nút điều khiển: giải pháp

trợ giúp cho các hƣớng dẫn và giải pháp trợ giúp cho chƣơng trình làm việc với

TD 200.

Lƣu ý: Thanh điều hƣớng có thể trƣợt lên và xuống để giúp ta chọn những

chức năng khác.

Phân nhánh các chỉ thị (Instruction Tree): Giúp ta nhìn đƣợc cấu trúc

phân nhánh toàn bộ đề án đang soạn và các chỉ thị dùng đƣợc cho việc soạn thảo

chƣơng trình đang hiển thị (LAD, FBD, or STL).

Có thể bấm chuột phải vào một thành phần của chƣơng trình để điền thêm các

khối tổ chức của chƣơng trình (Program Organizational Units -POUs); bạn có

thể bấm chuột phải vào từng POU để mở, đổi tên, xoá hay soạn thảo tính chất

của chúng. Có thể bấm chuột phải vào thƣ mục hoặc chỉ thị ở cây phân nhánh để

che phần này. Khi mở thƣ mục chỉ thị, ta có thể rê và thả hoặc nhấn kép chuột để

điền chỉ thị vào vị trí dấu nháy trong cửa sổ soạn thảo chƣơng trình. (Trong


CHƢƠNG 6 66

chƣơng trình loại STL , các phân nhánh chỉ thị chỉ để tham khảo, phải nhập chỉ

thị bằng bàn phím, không thể dùng chuột.)

Bảng ghi biến nội bộ (Local Variable Table): Chứa các chỉ định cho các

biến nội bộ (nói cách khác, các biến dùng với các chƣơng trình con hay các

ngắt). Các biến này nhớ trong bộ nhớ tạm, địa chỉ do ta qui định trong hệ thống;

việc dùng các biến bị giới hạn bởi POU.

Cửa sổ soạn thảo chƣơng trình chứa bảng biến nội bộ và chƣơng trình

đang soạn thảo (LAD, FBD, hay STL). Có thể rê thanh tác vụ để mở rộng cửa

sổ và che khuất bảng biến nội bộ khi cần thiết.

Khi tạo chƣơng trình con hay ngắt thêm vào chƣơng trình chính (OB1), sẽ tạo ra

những thanh (tab) xuất hiện ở phía dƣới cửa sổ màn hình soạn thảo. Có thể nhấn

chuột vào thanh tab để di chuyển màn hình giữa các chƣơng trình con, các ngắt

và OB.

Cửa sổ ngõ ra (Output Window): cung cấp thông báo, thông tin khi biên

dịch chƣơng trình. Khi cửa sổ này liệt kê những lỗi sai của chƣơng trình, ta có

thể nhấn kép lên thông báo lỗi để làm hiển thị vùng chƣơng trình có thể gây ra

lỗi tƣơng ứng.

Thanh trạng thái (Status Bar): Cung cấp thông tin về trạng thái của các

toán tử bạn đang làm trong chƣơng trình STEP 7-Micro/WIN 32.

Phần tham khảo trích ngang (Cross Reference ): Cho phép xem các

thông tin về phần tử đang dùng trong chƣơng trình.

Cửa sổ bảng ký hiệu/bảng biến toàn cục (Symbol Table/Global Variable

Table Window): Cho phép chỉ định và soạn thảo ký hiệu toàn (nói khác đi các

giá trị biến có thể đƣợc dùng trong bất kỳ POU, chứ không phải chỉ là những

POU có ký hiệu đƣợc tạo ra). Bạn có thể tạo nhiều bảng ký hiệu. Cũng có một

bảng ký hiệu/biến toàn cục đƣợc hệ thống định nghĩa dành cho bạn sẵn trong

chƣơng trình.

Cửa sổ bảng trạng thái (Status Chart Window): Cho phép theo dõi các


CHƢƠNG 6 67

trạng thái ngõ vào, ngõ ra, các biến của chƣơng trình bằng cách nhập chúng vào

bảng. Bạn có thể làm nhiều bảng nhằm mục đích xem nhiều thành phần khác

nhau của các đoạn chƣơng trình. Mỗi bảng trạng thái có cửa sổ riêng.

Cửa sổ khối dữ liệu động/khối dữ liệu đặt (Data Block/Data Initializer

Window): Cho phép hiện và soạn thảo nội dung của khối dữ liệu.

6.2.1. Kết nối PLC và PC

Ghép nối PLC S7-200 với máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp nối

PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232 sang RS485.

Gắn một đầu cáp PC/PPI với cổng truyền thông 9 chân của PLC còn đầu

kia nối với cổng truyền thông nối tiếp RS 232 của máy tính. Nếu cổng truyền

thông nối tiếp RS 232 với 25 chân thì phải ghép nối qua bộ chuyển đổi 25/9

chân để có thể nối với cáp truyền thông PC/PPI.

Cổng truyền thông:

Chân

1- Nối đất

2 - 24 VDC

3 - Truyền và nhận dữ liệu

4,9- Bỏ trống ( không sử dụng )

5 - Nối đất

6 - 5 VDC

7- 24 VDC

8 - Truyền và nhận dữ liệu


CHƢƠNG 6 68

Bộ chuyển đổi từ RS232 sang 485 có hình dạng nhƣ sau:

Hình 6.3: Cáp kết nối máy tính với PLC

Để chọn tốc độ Baud cho phù hợp dựa vào bảng sau:

123 : Kbaud

110 : 115.2K

111 : 57.6K

000 : 38.4K

001 : 19.2K

010 : 9.6K

011 : 4.8K

100 : 2.4K

101 : 1.2K

PPI Muiti-Master Cap

Cổng COM Cổng PPI


CHƢƠNG 6 69

Nếu sử dụng PLC loại 22X ví dụ : 221,224 … cổng truyền dữ liệu là cổng

COM (RS232), phần mềm điều khiển là PC/PPI thì chọn tốc độ truyền là 9.6

19.2 Kbps. (Thông thƣờng chọn 9.6Kbps để tránh quá tải ) Nếu sử dụng Cards

để truyền và phần mềm điều khiển là CP5611 thì chọn tốc độ truyền từ 9.6

187.5 Kbps.

Swich 4,8 : bỏ trống.

Swich 5 : 1=PPI, 0 = PPI/Freeport.

Swich 6 : 1=Remote, 0=local.

Swich 7 : Số bit truyền: 0 =11 bit, 1=10 bit.

Nếu kết nối với máy tính đơn ta chọn

Swich 5 = 0

Swich 6 = 0

Swich 7 = 0

Nếu kết nối với Modem

Swich 5 = 0

Swich 6 = 1

Swich 7 tùy vào số bit truyền của Modem 10 hoặc 11.


CHƢƠNG 6 70

Nếu kết nối với phần mềm Step 7 – Micro/WIN 3.2 Service Pack 4 hoặc

hơn thì :

Với máy đơn chọn : Swich 5=1, Swich 6=0

Với modem thì : Swich 5=1, Swich 6=1

Các đèn trên PPI Multi Master Cable

LED Màu Chúc năng

Tx Green Đèn báo truyền dữ liệu

Rx Green Đèn báo nhận dữ liệu

PPI Green Đèn báo RS485 truyền dữ liệu

6.2.2. Kiểm tra kết nối

Vào Communication bằng cách : nhấp biểu tƣợng Communication trên

Navigation Bar hoặc trên Instruction Tree.

Khi đó xuất hiện cửa sổ sau :

Nhấp chuột vào

Đến khi thấy biểu tƣợng thì kết nối thành công.


CHƢƠNG 6 71

Hình 6.4: Kiểm tra kết nối giữa máy tính với PLC

Nếu không thấy biểu tƣợng trên chúng ta phải kiểm tra lại :

Cáp : Đã nối cáp chƣa, swich chọn tốc độ truyền đúng không, cáp còn

nguyên vẹn hay đã hƣ hỏng.

PLC : PLC đã mở điện chƣa, công tắc chọn chế độ làm việc đang ở vi trí

ON, OFF hay STERM. Chỉ ở vị trí STERM PLC mới cho Load chƣơng

trình.

Máy tính : Đang nối dây ở cổng COM1 hay COM2, cổng COM còn

truyền dữ liệu đƣợc hay đã hƣ.

Nếu sai cổng COM ta làm nhƣ sau :

Cách 1 : Đổi bằng phần cứng ( tháo dây cáp nối lại )

Cánh 2 : Khai báo lại :

Nhấp double vào biểu tƣợng PC/PPI. Màng hình “ Set PG/PC interface”

xuất hiện

Chọn Properties xuất hiện màng hình sau, chọn lại cổng COM và nhấp

OK.

Hình 6.5: Khai báo lại cổng Com


CHƢƠNG 6 72

6.3. Các bƣớc thực hiện một chƣơng trình:

6.3.1. Tạo một dự án :

Cách 1 : Chọn menu -> Project -> New

Cách 2 : Chọn biểu tƣợng trên cửa sổ chính.

6.3.2. Soạn thảo chƣơng trình

S7-200 đƣợc tổ chức thành nhiều Network (tối đa 1850). Mỗi một

network tƣơng đƣơng một câu lệnh, nếu tồn tại 2 câu lệnh trở lên trong 1

network thì chƣơng trình sẽ báo lỗi khi biên dịch.

Lệnh phải đƣợc mở đầu ở vị trí mũi tên, vị trí ô vuông ở đâu thì lệnh lấy

ra sẽ ở ngây vị trí đó.

Lƣu ý: Mỗi câu lệnh phải đƣợc gán vào đƣờng biên bên trái.

Hình 6.6: Vùng làm việc của phần mềm

Ta có thể dùng chuột để truy suất và dán các toán hạng vào các vị trí mỗi

network mong muốn ở thƣ viện lệnh hoặc dùng phím truy suất trực tiếp (nhấn

phím F4 ta lấy các tiếp điểm ngõ vào, nhấn phím F6 ta lấy lệnh ở ngõ ra).

Hình 6.7: Nhóm lệnh của PLC

Nhóm lệnh rẽ nhánh


CHƢƠNG 6 73

Muốn chú thích cho mỗi network ( dòng lệnh ) ta đƣa chuột vào hàng

chứa network nhấp chuột -> suất hiện bảng soạn thảo và đánh dòng chú thích

(nên có chú thích để dễ đọc chƣơng trình ).

Ví dụ: Hãy soạn thảo bài tập sau :

6.3.4. Lƣu một dự án

Cách 1 : chọn Project -> save all -> đặt tên -> OK

Cách 2 : chọn biểu tƣợng trên thanh công cụ -> đặt tên -> OK.

Hình 6.8: Lƣu dự án sau khi đã hoàn thành

6.3.5. Mở một dự án

Cách 1 : chọn menu -> project -> open -> chọn tên -> Ok

Cách 2 : chọn biểu tƣợng trên thanh công cụ chính -> chọn tên ->

OK


CHƢƠNG 6 74

Hình 6.9: Mở một dự án

6.3.5. Kiểm tra lỗi:

Sau khi soạn thảo xong chúng ta cần kiểm tra xem có lỗi hay không bằng

cách vào biểu tƣợng hoặc vào PLC Compile all

Hình 6.10: Kiểm tra lỗi của dự án

Khi đó sẽ có thông báo hiện lên ở đấy màn hình.

Việc kiểm tra lỗi bằng cách này chỉ tìm đƣợc một số lỗi địa chỉ nhƣ :

6.3.6. Nạp chƣơng trình vào PLC:

Cách 1 : chọn menu -> project ->download -> OK

Cách 2 : chọn biểu tƣợng trên thanh công cụ.


CHƢƠNG 6 75

Hình 6.11: Nạp dữ liệu từ máy tính lên PLC

Nếu chƣa chƣa nối dây PLC thì có thông báo sau :

Nếu chƣa cấp điện cho PLC thì có thông báo sau :

Hình 6.12: Các lỗi khi nạp dữ liệu từ máy tính lên PLC

Nếu đƣờng truyền tốt PLC sẽ thông báo chọn đời CPU. Ta nhấn Continue

để tiếp tục.

Nhấn Continue để tiếp tục load chƣơng trình, màng hình xuất hiện thông

báo sau:


CHƢƠNG 6 76

Nhấp OK để tiếp tục.

Màn hình hiển thị thông báo dowload đã thành công.

Nếu chƣơng trình có lỗi PLC thông báo, nhấn OK để về soạn thảo sửa lỗi.

Hình 6.12: Nạp dữ liệu từ máy tính lên PLC thành công

6.3.7. Chạy chƣơng trình:

Cách 1 : chọn menu CPU -> run -> yes

Cách 2 : chọn biểu tƣợng từ thanh công cụ.

Hình 6.13: Chạy chƣơng trình PLC

6.3.8. Dừng chƣơng trình :

Cách 1 : chọn menu CPU -> stop -> yes.

Cách 2 : chọn biểu tƣợng trên thanh công cụ.

Bản thông báo sau xuất hiện, nhấn OK.


CHƢƠNG 6 77

Hình 6.14: Dừng chƣơng trình

6.3.9. Hiển thị tình trạng hoạt động của PLC :

Từ menu Debug chọn Ladder Status On/Off.

Hình 6.15: Hiển thị hoạt động của chƣơng trình trên máy tính

6.3.10. Gọi chƣơng trình từ PLC :

Cách 1 : Chọn menu Project ->Upload -> OK -> yes.

Cách 2 : chọn trên thanh công cụ.

PLC thông báo.


CHƢƠNG 6 78

Nhấn Yes PLC sẽ load chƣơng trình từ PLC về máy tính.

Hình 6.16: Upload chƣơng trình từ PLC về máy tính

6.3.11. Chỉnh sửa chƣơng trình: Chèn, xoá hàng cột, network

Cách 1 : Chọn menu edit -> insert/ delete sau đó chọn hàng hoặc cột.

Cách 2 : nhấn shift Insert/ delete.

Chèn:

Xoá:

Hình 6.17: Chỉnh sửa một dự án


CHƢƠNG 6 79


Bài 1: Nhấn và giữ ngõ vào I0 thì ngõ ra Q0 lên 1. Tƣơng tự cho các ngõ vào I1

đến I5 và các ngõ ra Q1 đến Q3

Bài 2: Nhấn I0, ngõ ra Q0 lên 1. Nhấn I1 xuống 0

Bài 3: Nhấn I0 hoặc I1 hoặc I2 hoặc I3 ngõ ra Q0, Q1, Q2, Q1 lên 1. Nếu nhấn

Một trong các ngõ vào I4 hoặc I5 thì tất cả các các ngõ ra trên xuống 0.

Bài 4: Ứng dụng lệnh Set và Reset thiết kế mạch điều khiển ngõ ra Q0 bằng nút

nhấn mở I0 và nút dừng I1

Bài 5: Ứng dụng lệnh Timer viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 sau 3s ngõ

ra Q0 lên 1


ra Q0 lên 1 và chớp tắt với chu kỳ 1s

Bài 7: Ứng dụng lệnh Counter viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 5 lần ngõ

ra Q0 lên 1. Tác động I1, ngõ ra Q0 xuống 0

Bài 8: Thiết kế mạch đảo chiều quay động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút nhấn (đảo

chiều gián tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào

ra


chiều trực tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào

ra

Bài 10: Thiết kế mạch điều khiển mở tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút

nhấn, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra

Bài 11: Thiết kế mạch điều khiển mở và dừng tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha

bằng 2 nút nhấn mở và 2 nút nhấn dừng, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết

nối phần cứng ngõ vào ra




CHƢƠNG 6 80

nối phần cứng ngõ vào ra.

Bài 13: Thiết kế mạch điều khiển mở máy sao tam giác động cơ KĐB 3 pha



Bài 14: Viết chƣơng trình đóng mở cửa với yêu cầu sau. Nhấn S1 3 lần cửa mở

ra báo bằng đèn chớp tắt với chu kỳ 1s. Chạm hành trình SL1 cửa dừng, khi

nhấnựng lần cửa đóng lại báo bằng chuông reng chu kỳ 4s, khi chạm công tắc

hành trình SL2 cửa dừng.

Bài 15: Viết chƣơng trình điều khiển chuông báo giờ học thực hành với yêu cầu

sau:

* Ngày học: từ thứ 2 đến thứ 6

* Giờ vào: Ca sáng bắt đầu 7h30 chuông reng 5 lần chu kỳ 4s

Ca chiều bắt đầu 13h chuông reng 5 lần chu kỳ 4s

* Giờ ra: Ca sáng kết thúc 11h30 chuông reng 3 lần chu kỳ 3s

Ca chiều kết thúc 17h chuông reng 3 lần chu kỳ 3s


CHƢƠNG 7 81

CHƢƠNG 7: CÁC HỌ PLC KHÁC

7.1. Họ Omron

7.1.1. Cấu trúc phần cứng

a. Nối dây ngõ vào

Dây nối cho ZEN đƣợc chọn loại 2x1,5mm2, ZEN đƣợc bảo vệ cách điện

nên không cần thiết nối đất.

Nối nguồn và nối ngõ vào từ I0 ÷ I5

ZEN 10C1 AR-A-V1 nguồn nuôi 100 đến 240 VAC – 50 HZ, đầu vào

Input 100 đến 240 VAC.

b. Nối dây ngõ ra

Ngõ ra relay với các tiếp điểm của relay cách li với nguồn nuôi và ngõ vào

Tải ở các ngõ ra có thể là đèn, động cơ, công tắc và có thể dùng các nguồn

điện áp cấp cho các tải khác nhau.

Khi ngõ ra = “1” dòng điện cực đại cho tải thuần trở là 8A, cuộn dây là

2A

7.1.2. Các chức năng cơ bản

Bộ điều khiển vận hành và hiển thị

Lập trình và giám sát máy tính.

Một giao diện cho chƣơng trình và kết nối máy tính

Các chức năng cơ bản nhƣ hàm thời gian, lựa chọn thời gian theo giây,

phút, giờ, ngày, tháng, trang bị 16 timer có 4 chức năng làm việc. Có 16 bộ

đếm (Counter), có thể đếm lên và đếm xuống.

Có chức năng ngày giờ thực.

Một chƣơng trình có thể chiếm tối đa là 96 dòng.


CHƢƠNG 7 82

I0 – I5: Hiển thị trạng thái ON/OFF của

các thiết bị đầu vào nối với đầu vào của khối CPU.

X0 – Xb: Dùng đối với modul mở rộng.

a. Các vùng nhớ đầu vào

Ký

hiệu

Mô tả Loại địa chỉ bit

và số

I Các bit đầu vào của

module có CPU

I0 - -> I5(6 đầu)

Q Các bit đầu ra của

module có CPU

Q0 - -> Q3(4

đầu)

X Các bit đầu vào của

module mở rộng

X0 - -> XB(12

đầu) (1)

Y Các bit đầu ra của

module mở rộng

Y0 - -> YB(12

đầu) (1)

M Các bit tự do dùng

trong chƣơng trình

(work bit)

M0 - -> MF(16

bit)

H Các bit tự do dùng

trong chƣơng trình có

lƣu trạng thái (holding

bit)

H0 - -> HF(16

bit)

B Các bit báo trạng thái

các nút bấm

B0 - -> B7(8

bit) (2)


CHƢƠNG 7 83

Ghi chú: (1) chỉ dùng đƣợc khi nối với modul mở rộng.

(2) Chỉ dùng đƣợc với modul có màn hình LCD

Các ngỏ vào thƣờng dùng là

Công tắt gạt 2 chấu

Các loại cảm biến: quang điện, tiêm cận, điện dung, từ , kim loại, siêu

âm, phân biệt màu sắc, cảm biến áp suất…

Công tắc hành trình, công tắc thƣờng

Rorary Encoder

Rơle điện từ, Sensor nhiệt độ

Bộ kiểm tra mức nƣớc…

b. Các bít đầu ra khối CPU

Q0 – Q3: Hiển thị trạng thái ON/OFF của

các thiết bị đầu ra nối với đầu ra của khối CPU.

Y0 – Yb: Dùng đối với các modul mở rộng.

M0 – Mf: Biến trung gian sử dụng trong

chƣơng trình bậc thang không xuất dữ liệu ra ngoài.

H0- Hf: Biến trung gian , bit này sẽ giữ nguyên trạng thái khi mất điện.

Các vùng nhớ đầu ra:

Ký hiệu Mô tả Loại địa chỉ bit và số

Q Các bit đầu ra của module có CPU Q0 - -> Q3(4 đầu)

Y Các bit đầu ra của module mở rộng Y0 - -> YB(12 đầu) (1)

M Các bit tự do dùng trong chƣơng

trình (work bit)

M0 - -> MF(16 bit)


CHƢƠNG 7 84

H Các bit tự do dùng trong chƣơng

trình có lƣu trạng thái (holding bit)

H0 - -> HF(16 bit)

B Các bit báo trạng thái các nút bấm B0 - -> B7(8 bit) (2)

Các chức năng phụ khác cho bit đầu ra:

Ký hiệu Mô tả

[ Hoạt động của đầu ra output sẽ nhƣ bình thƣờng

S Khi đƣợc bật bởi lệnh output kiểu S (Set) này, bit đầu ra sẽ

giữ nguyên trạng thái bật kể cả sau khi các bit đi trƣớc là

OFF và chỉ bật với lệnh output kiểu R

R Khi đƣợc bật bởi lệnh output kiểu R (Reset) này, bit đầu ra

sẽ giữ nguyên trạng thái bật kể cả sau khi các bit đi trƣớc là

OFF và chỉ bật với lệnh output kiểu S

A Mỗi khi lệnh output kiểu A (Alternate) đƣợc thực hiện bit

output sẽ chuyển sang trạng thái ngƣợc lại, ví dụ đang ở ON

sẽ chuyển sang OFF và ngƣợc lại

Giản đồ khối cho lệnh Output:


CHƢƠNG 7 85

7.1.3. Timer có lƣu

PLC Zen có sẵn 8 timer thƣờng (T) và 4 Holding timer (#)

a. Các dạng Timer thƣờng (T0 đến T7)


CHƢƠNG 7 86

b. Dạng Holding Timer : Timer có nhớ (#0 đến #3)


CHƢƠNG 7 87

Thiết lập trong chƣơng trình bậc thang

Timer address

(địa chỉ)

T0 đến T7 hoặc #0 đến #3

Trigger input T (TRG) Điều khiển đầu vào trigger của timer.

Sẽ kích hoạt timer khi đầu vào trigger

bật lên ON

Reset input R (RES) Điều khiển đầu ra reset của timer. Khi

đầu vào reset bật lên ON, giá trị hiện tại

của timer (PV) bị xóa về 0. Trạng thái

đầu vào trigger sẽ bị bỏ qua trong khi

đầu vào reset input ở ON

Timer bit Sẽ bật tùy theo loại timer


CHƢƠNG 7 88

Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings)

Timer type : Lựa chọn loại Timer

X ON delay

OFF delay

O One-shot pulse

F Flashing pulse

Timer Unit: Đơn vị thời gian

S Tính theo giây (00,01 đến 99,99) Sai số: Từ 0 đến 10ms

M:S Tính theo phút-giây (00 phút 01 giây đến

99 phút 59s) Sai số: Từ 0 đến 1 giây

H:M Tính theo giờ-phút (00 giờ 01 phút đến 99

giờ 59 pht) Sai số: Từ 0 đến 1 phút

Monitor Enabled/Disabled

A Các thông số có thể đƣợc theo di v thay đổi

D Các thông số không đƣợc phép theo di v thay đổi


CHƢƠNG 7 89

Trang theo dõi thông số (Parameter Monitor)

Trạng thái của các thông số và đầu vào, ra của timer có thể đƣợc theo di

trong trang ny khi tiến hnh chạy chƣơng trình.

7.1.4. Sử dụng bộ đếm (Counter)

Counter có 8 bộ đếm ở chế độ đếm tăng hay đếm giảm, giá trị hiện hành

của counter và trạng thái ng racủa counter đƣợc lƣu cả khi chế độ hoạt động của

Zen thay đổi hay khi mất điện.

Bít đầu ra của counter bật lên On khi giá trị đếm (hay giá trị hiện hành –

Present value ) vƣợt quá giá trị đặt (Set value). Giá trị đếm sẽ quay về 0, bít đầu

ra tắt khi đầu vào của chân Reset bật lên On và khi chânn Reset ở chế độ On thì

cc đầu vào đếm sẽ không thực hiện đếm.

Giản đồ biểu diễn hoạt động của counter :


CHƢƠNG 7 90

Thiết lập trong màn hình sửa chƣơng trình bậc thang

Các đầu ra, chiều đếm và đầu vào reset đƣợc viết trong màn hình sửa

chƣơng trình. Các thông số thiết lập cho counter đƣợc đặt ở trang thiết lập thông

số.

Địa chỉ của Counter (Counter address) C0 đến C7

Đầu vào đếm (Counter input) C(CNT): Sẽ tăng hay giảm gá trị đếm PV

mỗi khi đầu vào ny bật ln ON

Xác định chiều đếm (counter

direction input)

D(DIR): Chuyển giữa chế độ đếm tăng hay

đếm giảm.

OFF : Đếm tăng.

ON : Đếm giảm.

Reset input R(RES) : Điều khiển đầu ra Reset của

counter. Khi đầu vào của R lên ON, giá trị

hiện tại của counter (PV) sẽ bị xóa về 0 và

bít đầu ra của counter về OFF. Nếu đầu vào

của R ở ON thì trạng thi đầu vào đếm của

counter sẽ bị bỏ qua.

Timer bit Sẽ bật khi bộ đếm đếm đến giá trị đặt (PV

SV)


CHƢƠNG 7 91

Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings)

Trạng thái của các thông số và đầu vào ra của Counter có thể đƣợc theo

dõi trong trang này

Chú ý:

Để xóa giá trị hiện tại của counter (PV) và bit đầu ra của counter khi

ngắt điện hay khi thay đổi chế độ hoạt động, hy tạo một mạch xĩa reset lc bắt đầu

thực hiện chƣơng trình.

Nếu đều vào đếm và đầu vào xác định chiều cùng đƣợc đƣa vào counter

cùng lúc, hy đặt đầu vào xác định chiều trƣớc đầu vào đếm trong chƣơng trình

thiết kế.

7.1.5. Timer tháng, năm

a. Weekly timer (ký hiệu @)

Weekly Timer sẽ bật lên ON giữa các thời gian bật và tắt (Start/Stop

timer) định trƣớc trong những ngày xác định. Có 8 Weekly Timer đánh số từ @0

đến @7.


CHƢƠNG 7 92

Trong giản đồ thời gian ở trên, timer đƣợc đặt từ ngày thứ 3 đến ngày thứ

6, thời gian bắt đầu là 08:15 v kết thc l 17:30.

b. Thiết lập trong mn hình sửa chƣơng trình bậc thang

c. Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings)


CHƢƠNG 7 93

d. Quan hệ giữa thời gian và ngày bật tắt (Statr timer/Stop timer)

e. Trang theo dõi thông số (Parameter monitor)


CHƢƠNG 7 94

7.1.6. Calendar Timer ( Ký hiệu *)

Calendar Timer (thời gian theo ngày trong tháng) Bật lên On trong các

ngày định trƣớc. Có 8 Calendar Timer kí hiệu từ *0 đến *7

a. Thiết lập trong màn hình sửa chƣơng trình bậc thang

b. Đặt thông số trong trang thiết lập thông số (Parameter Settings)


CHƢƠNG 7 95

Chú ý: Trong Zen thứ tự ngày, thắng, năm là: năm/tháng/ngày.

Quan hệ giữa ngày bật và ngày tắt:

c. Trang theo dõi thông số (Parameter monitor)


CHƢƠNG 7 96

7.2. Họ Mitsubishi.

7.2.1. Sử dụng phần mềm lập trình GX-Developer cho PLC Mitsubishi.

Khởi động máy tính, và chờ cho hệ điều hành (đang lắp đặt trên máy

tính) hoàn tất khởi động, máy tính sẵn sàng làm việc

Vào Start => MELSOT Application => GX Developer

Hoặc tìm và lựa chọn biểu tƣợng GX Developer trên Destop, nhấn nút trái

2 lần (double click) để kích hoạt khởi động chƣơng trình.

Ta có màn hình nhƣ sau


CHƢƠNG 7 97

Vào Project => New Project ta có hộp thoại sau

Chọn họ và chọn loại PLC xong sau đó chọn OK. Ta có trang màn hình

nhƣ sau.


CHƢƠNG 7 98

Và ở đây có thể lập trình theo hai dạng chủ yếu là LADDER và

INSTRUSTION

Trƣớc khi tiến hành lập trình ta cần phải đặt tên cho tập tin bằng cách

dùng chuột click trái vào mục Project => Save as…. Khi đó xuất hiện hộp thoại

Nội dung mặc định nhƣ trên chúng ta chọn đƣờng dẫn để lƣu thông tin


CHƢƠNG 7 99

Để tiện việc theo dõi chấm bài, quy ƣớc cách đặt tên cho bài thực tập

PLC nhƣ sau

@ CÁC TOÁN HẠNG DÙNG TRONG PLC HỌ FX

Trong quá trình thực tập học viên sử dụng PLC họ FX1s của hãng

MITSUBISHI với 8 ngõ vào và 6 ngõ ra (14 In/Out)

Bộ lập trình PLC đƣợc gắn sẵn trên mô hình, ngõ vào ra sử dụng jắc

cắm và công tắc

Ngõ vào vật lý: ký hiệu bằng toán hạng Xmmm, ba chử số mmm kế tiếp

sau ký tự X chỉ vị trí ngõ vào cụ thể, ví dụ nhƣ sau:

X000 X001 X002 X003

X004 X005 X006 X007

Toán hạng Xmmm dùng xác định các mức trạng thái Logic nối trực tiếp trên

PLC

Ngõ ra vật lý: ký hiệu bằng toán hạng Ymmm, ba chử số mmm kế tiếp

sau ký tự Ychỉ vị trí ngõ ra cụ thể, ví dụ nhƣ sau:

Y000 Y001 Y002

Y003 Y004 Y005

Toán hạng Ymmm dùng thực hiện tạo ra các mức trạng thái Logic trên ngõ ra

vật lý nối trực tiếp trên PLC

@ CÁC BIT NỘI THÔNG DỤNG TRONG PLC

Toán hạng Mi: Dùng để biểu diễn các “cuộn dây” nội hay các tiếp điểm

của relay nội trong PLC

Toán hạng Si: là những bit trạng thái trong PLC thực hiện các tác vụ

nhƣ relay trạng thái thông thƣờng hay relay trạng thái có chốt

Toán hạng Ti: là những khối định thì trong PLC

Toán hạng Ci: là những khối đếm trong PLC


CHƢƠNG 7 100

@ CÁC LỆNH LẬP TRÌNH CƠ BẢN TRONG PLV HỌ FX1S

LỆNH KÍ HIỆU TOÁN HẠNG CHỨC NĂNG

LD (Load)

AND (And)

OR (Or)

Xi, Yi, Mi

Si, Ci, Ti

Tác vụ logic tác động nhƣ tiếp

điểm thƣờng hở

LDI (Load inverse)

ANDI (And

inverse)

ORI (Or inverse)

Xi, Yi, Mi

Si, Ci, Ti

Tác vụ logic tác động nhƣ tiếp

điểm thƣờng đóng

OUT (Out) Yi, Mi

Si, Ci, Ti

Tác vụ logic cuối tác động nhƣ

cuộn dây relay thông thƣờng

SET (Set)

RST (Reset)

Yi, Mi, Si Đƣa một toán hạng hay một cuộn

dây (Ki) lên trạng thái ON hoặc trở

lại trạng thái OFF vĩnh viễn

Ti Tác vụ logic tác động nhƣ cuộn dây

relay tác động trễ sau một khoảng

thời gian đƣợc cài đặt TBxKk

TB: hằng số thời gian của bộ định

thì

Ci

Tác vụ logic tác động nhƣ cuộn dây

relay tác động trễ sau Kk lần đếm

đƣợc

7.2.2. Khai báo cấu hình và truy xuất các toán hạng


CHƢƠNG 7 101

Cấu trúc một chƣơng trình hoàn chỉnh bào gồm nhiều Rung (bậc thang).

Rung cuối cùng là rung kết thúc chƣơng trình chứa lệnh END. Mỗi Rung chứa

tối đa là 12 cột và nhiều hàng

Để chọn và lấy các kí hiệu khi lập trình, ta dùng chuột Double click vào

phần tử cần chọn trên thanh công cụ trên màn hình lập trình

Open contact

Thanh công cụ


CHƢƠNG 7 102

Chúng ta có thể dùng phím nóng để lấy các kí hiệu khi lập trình từ bàn

phím dựa vào bảng sau:

Close

Contact

Open

branc

honta

ct

Open

Contact

Close

branch

Coil

Application

instruction

Horizontal line

Vertical line

Delete

Vertical

Delete

Horizontal


CHƢƠNG 7 103

Trƣớc khi lập trình phải dùng chuột click vào nút trái tại vị trí trên cửa

sổ màn hình, nơi muốn bố trí linh kiện đang trên màn hình sẽ xuất hiện một ô

chử nhật viền đen tại vị trí vừa chọn

Khi click chọn linh kiện để lập trình sẽ xuất hiện một cửa sổ phụ để

khai báo

Thủ tục nối các linh kiện trong chƣơng trình LADDER

Muốn nối các linh kiện với nhau ta phải dùng đƣờng nối ngang và

đứng trong thanh linh kiện: Đối với với đƣờng nối ngang khi đã đặt linh kiện

vào cửa sổ lập trình, toàn bộ rung lập trình đƣợc tô màu xám và ô kế tiếp ô chứa

linh kiện vừa bố trí đƣợc tô viền đen.

Muốn nối đƣờng ngang, dùng con trỏ đặt lên nút ngang

Chọn vị trí đặt linh kiện trên cửa

sổ lập trình

Đặt tên toán hạng

hạng

Chọn loại toán hạng


CHƢƠNG 7 104

Sau đó nhấn chọn OK


CHƢƠNG 7 105

Chọn toán hạng Y001 cho ngõ ra, tiến hành thực hiện các thao tác bố

trí linh kiện vừa mô tả. Toán hạng Y001 xuất hiện trên khung, nhƣng nằm về

phía tận cùng bên phải của cửa dổ lập trình; lúc này ta không cần thực hiện

đƣờng nối ngang, phần mềm tự thực hiện thao tác nối. Trên rung kế tiếp đƣợc tô

xám (báo hiệu sẵn sàng lập trình) và ô đầu tiên của ô này đƣợc viền màu đen.

Tiến hành lập trình trên khung kế tiếp.

Giả sử muốn nối các tiếp điểm trên rung 2 với các tiếp điểm đang bố

trí trên rung 1, ta dời con trỏ đến ngay vị trí ở rung trên phía phải của chổ cần

nối.


CHƢƠNG 7 106

Sau đó click trái chuột lên ô biểu diễn thanh đứng (Vertical line) và

chọn OK trên cửa sổ phụ để thực hiện mối nối

Muốn xoá các đƣờng nối ta thực hiện nhƣ sau:

Xoá đƣờng ngang: Đặt con trỏ tại vị trí đƣờng ngang muốn xoá sau đó

nhấn phím Delete trên bàn phím để xoá, trƣờng hợp không muốn dùng phím này

có thể sử dụng tổ hợp phím (CTRL+DELETE) để xoá


CHƢƠNG 7 107

Xoá đƣờng đứng: Đặt con trỏ tại ô bên phải đƣờng nối, chọn click

chuột lên ô biểu diễn đƣờng nối đứng có gạch chéo (Horizontal line) và chọn

OK trên cửa sổ phụ để thực hiện xoá đƣờng đứng


CHƢƠNG 7 108

Khai báo thông số cho Timer (rơle thời gian On Delay) và cho Counter

(bộ đếm)

Định thì không khả nhớ: 10ms có địa chỉ từ T200 đến T245; 100ms có

địa chỉ từ T0 đến T199

Định thì khả nhớ: 10ms có địa chỉ từ T246 đến T249; 100ms có địa chỉ

từ T250 đến T255

Bộ đếm 16 bit chung đƣợc chốt: có địa chỉ từ C0 đến C31

Giả sử có một đoạn lập trình LADDER muốn bố trí thêm một rơ le thời

gian T1, trình tự thực hiện nhƣ sau:

Trên thanh công cụ chứa linh kiện, nhập nút trái chuột (hoặc dùng phím

nóng F7) sẽ xuất hiện một một hộp thoại dùng khai báo cấu hình cho OUTPUT


CHƢƠNG 7 109

+

Khai báo trong hộp thoại

Sau đó nhấn OK, hoàn tất quy trình nhập bộ định thì T1 với thông số

K100

Giả sử có một đoạn lập trình LADDER muốn bố trí thêm một bộ đếm

C0, trình tự thực hiện nhƣ sau:

Chọn loại toán hạng

Khai báo cho Timer

+ T1: Timer thứ nhất (độ phân giải 100ms)

+ K100: Giá trị đặt cho Timer định thời là

100x0,1s = 10s

+ Giữa T1 và K100 phải có khoảng trắng


CHƢƠNG 7 110

Trên thanh công cụ chứa linh kiện, nhập nút trái chuột (hoặc dùng phím

nóng F7) sẽ xuất hiện một một hộp thoại dùng khai báo cấu hình cho OUTPUT

Khai báo trong hộp thoại

Sau đó nhấn OK hoàn tất quy trình nhập bộ đếm C0 với thông số đếm

K5

Chọn loại toán

hạng

Khai báo cho bộ đếm

+ C0: Bộ đềm thứ nhất

+ K5: Giá trị đặt cho bộ đếm là 5 lần

đếm

+ Giữa C0 và K5 phải có khoảng trắng


CHƢƠNG 7 111

Thiết lập reset bộ đếm

Chọn Application instruction

(hoặc nhấn phím nóng F8)

RST C0: Reset bộ đếm C0

RST và C0 có khoảng trắng


CHƢƠNG 7 112

Nhấn OK

7.2.3. Chuyển chƣơng trình sang PLC để vận hành:

Sau khi lập trình xong trên máy tính muốn chuyển sang PLC, ta cần tiến hành

các bƣớc sau:

Giả sử vừa lập xong đoạn chƣơng sau; tất cả các rung đều dƣợc tô màu

xám. Chúng ta lƣu (Save) chƣơng trình

Sau đó đƣa con trỏ chuột lên thanh Menu đến vị trí Convert =>

Convert hoặc nhấn phím nóng F4

Khi chức năng thực hiện xong, các rung lập trình biến mất màu xám


CHƢƠNG 7 113

Chuyển sang PLC để vận hành, trên thanh Menu, chọn Online, sau đó

chọn Write to PLC…


CHƢƠNG 7 114

Sau đó màn hình xuất hiện hộp thoại Write to PLC chọn

Chọn Select All và chọn Execute


CHƢƠNG 7 115

Xuất hiện hộp thoại sau thì có nghĩa nguồn PLC chƣa đƣợc mở hoặc

cáp truyền dữ liệu từ máy tính qua PLC chƣa đƣợc kết nối.

Ta bật công tắc nguồn trên PLChoặc nối cáp truyền dữ liệu và thực hiện

lại thao tác trênsẽ xuất hiện hộp thoại MELSOFT series GX Developer. Chọn

Yes

Nếu hiển thị hộp thoại sau có nghĩa là PLC đang ở chế độ RUN, dữ liệu

không truyền qua PLC đƣợc.


CHƢƠNG 7 116

Khi đó để truyền để truyền đƣợc dữ liệu qua PLC thì phải gạt công tắc

vận trên PLC sang chế độ STOP (đèn RUN trên PLC tắt). Sau đó thực hiện lại

thủ tục truyền dữ liệu lại từ đầu. Bây giờ việc truyền dữ liệu đƣợc thực thi, trên

màn hình xuất hiện cửa sổ

Và cửa sổ sau

Chọn OK


CHƢƠNG 7 117

Khi xuất hiện cửa sổ sau thì việc truyền dữ liệu từ máy tính qua PLC đã

hoàn thành, ta nhấn OK.

Tiến hành giả lập trên PLC, chọn công tắc Run trên PLC để đèn Run

báo sáng và tiến hành giả lập.


Bài 1: Nhấn và giữ ngõ vào I0 thì ngõ ra Q0 lên 1. Tƣơng tự cho các ngõ vào I1

đến I5 và các ngõ ra Q1 đến Q3

Bài 2: Nhấn I0, ngõ ra Q0 lên 1. Nhấn I1 xuống 0

Bài 3: Nhấn I0 hoặc I1 hoặc I2 hoặc I3 ngõ ra Q0, Q1, Q2, Q1 lên 1. Nếu nhấn

Một trong các ngõ vào I4 hoặc I5 thì tất cả các các ngõ ra trên xuống 0.

Bài 4: Ứng dụng lệnh Set và Reset thiết kế mạch điều khiển ngõ ra Q0 bằng nút

nhấn mở I0 và nút dừng I1


ra Q0 lên 1


ra Q0 lên 1 và chớp tắt với chu kỳ 1s

Bài 7: Ứng dụng lệnh Counter viết chƣơng trình tác động nút nhấn I0 5 lần ngõ

ra Q0 lên 1. Tác động I1, ngõ ra Q0 xuống 0



CHƢƠNG 7 118

chiều gián tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào

ra


chiều trực tiếp), hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào

ra

Bài 10: Thiết kế mạch điều khiển mở tuần tự 02 động cơ KĐB 3 pha bằng 3 nút

nhấn, hoạt động và quá tải báo bằng đèn. Kết nối phần cứng ngõ vào ra



nối phần cứng ngõ vào ra




Bài 13: Thiết kế mạch điều khiển mở máy sao tam giác động cơ KĐB 3 pha



Bài 14: Viết chƣơng trình đóng mở cửa với yêu cầu sau. Nhấn S1 3 lần cửa mở

ra báo bằng đèn chớp tắt với chu kỳ 1s. Chạm hành trình SL1 cửa dừng, khi

nhấnựng lần cửa đóng lại báo bằng chuông reng chu kỳ 4s, khi chạm công tắc

hành trình SL2 cửa dừng.

Bài 15: Viết chƣơng trình điều khiển chuông báo giờ học thực hành với yêu cầu

sau:

* Ngày học: từ thứ 2 đến thứ 6

* Giờ vào: Ca sáng bắt đầu 7h30 chuông reng 5 lần chu kỳ 4s

Ca chiều bắt đầu 13h chuông reng 5 lần chu kỳ 4s

* Giờ ra: Ca sáng kết thúc 11h30 chuông reng 3 lần chu kỳ 3s

Ca chiều kết thúc 17h chuông reng 3 lần chu kỳ 3s


CHƯƠNG 1 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tài liệu thực hành PLC-S7-200, Trung tâm Việt Đức, Trường đại học Sư Phạm

Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh.

2. Tự động hoá với SIMATIC S7 – 200, Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước,

Nhà xuất bản nông nghiệp, năm 1997.

3. Hướng dẫn thiết kế mạch và lập trình PLC, Trần Thế San (biên dịch), Nhà xuất

bản Đà Nẵng, năm 2005.

4. Điều khiển logic lập trình PLC, Tăng Văn Mùi (biên dịch), Nhà xuất bản Thống

kê, năm 2006.

5. Speicher Programmierbarer Steuerungen.

ĐiỀu khiỂn lẬp trÌnh plc

Documents