Đề tài Điều khiển lập trình bằng PLC cho hệ thống đóng thùng bia tự động

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn Nhận xét của giáo viên phản diện Nhiệm vụ đồ án môn học Đề tài: Điều khiển lập trình bằng plc cho hệ thống đóng thùng bia tự động Giáo viên hướng dẫn : Phạm Văn Tuấn Sinh viên thực hiện : Phan Trung Kiên Nội dung của phần thuyết minh: 1. Giới thiệu chung về “điều khiển lập trình bằng plc” 2. Giới thiệu về PLC - S7-200 của SIEMEN 3. Tìm hiểu tập lệnh PLC của S7-200 4. Viết chương trình điều khiển đóng thùng bia tự động 5. Chạy thử chương trình trên phần mềm mô phỏng Simulator của Siemen. Các bản vẽ: (trong thuyết minh) 1. Bản vẽ lưu đồ giải thuật mã hoá (bằng lời) 2. Bản vẽ mạch kết nối của thiết bị điều khiển 3. Bản vẽ mạch động lực. 4. Bản vẽ mạch điều khiển Ngày giao đề tài: 25/ 10 / 2009 Ngày kết thúc đề tài: 30 / 11 / 2009 Vinh, ngày 26. tháng 11 năm 2009. Giáo viên hướng dẫn Mục lục Lời nói đầu Chương I. Giới thiệu chung về “điều khiển lập trình bằng plc” Chương II. Giới thiệu về PLC - S7-200 của SIEMEN 2.1 Giới thiệu thiết bị điều khiển lập trình 2.2 Tệp lệnh cơ bản dùng cụ thiết bị điều khiển khả trình PLC S7-200 2.3 Sơ đồ kết nối vào ra của thiết bị PLC S7-200 2.4 Chương trình điều khiển Chương III. Tìm hiểu tập lệnh PLC của S7-200 3.1 Sơ đồ mạch động lực 3.2 Sơ đồ mạch điều khiển Chương IV. Viết chương trình điều khiển cho đóng thùng bia tự động. 4.1 Thiết bị dùng trong hệ thống 4.2 Những chú ý khi vận hành và thay thế, sữa chữa kết luận. Chương V. Chạy thử chương trình trên phần mềm mô phỏng Simulator của Siemen. Lời nói đầu Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hoá đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động hoá ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ). Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển khả trình PLC. Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế. Các Công ty, xí nghiệp sản xuất thường sử dụng công nghệ lập trình PLC sử dụng các loại phần mềm tự động. Dây chuyền sản xuất tự động PLC giảm sức lao động của công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội. Qua bài tập của đồ án môn học tôi sẽ giới thiệu về lập trình PLC và ứng dụng nó vào sản xuất đóng gói sản phẩm bằng hai băng tải của công ty,xí nghiệp sản xuất. Trong thực tế lập trình PLC có thể được sử dụng nhiều hãng phần mềm sản xuất như là hãng Siemens-Đức, omron-Nhật bản, Goldstar-Hàn Quốc, tuỳ thuộc vào đối tác, tiềm lực của Công ty, xí nghiệp để sử dụng công nghệ của hãng. Trên đây là một phần nhỏ về chương trình điều khiển viết cho hệ thống điều khiển đóng thùng bia tự động. Trong quá trình thực hiện chương trình còn gặp nhiều khó khăn đó là tài liệu tham khảo cho vấn đề này đang rất ít,và hạn hẹp, nó liên quan đến nhiều vấn đề như phần cơ trong dây chuyền. Mặc dù rất cố gắng nhưng khả năng, thời gian có hạn và kinh nghiệm chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những sai sót rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy cô giáo, các quý bạn đọc cũng như các bạn đồng nghiệp để đồ án này được hoàn thiện hơn. Sinh viên Phan trung Kiên Chương I: Giới thiệu chung về “điều khiển lập trình bằng plc” 1. Giới thiệu phần cứng của bộ điều khiển khả trình PLC. PLC viết tắt của Program Mable Logic Controller là thiết bị điều khiển logic khả trình, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình, bộ điều khiển thoả mãn các yêu cầu: - Lập trình dễ dàng vì ngôn ngữ lập trình dễ học. - Gọn nhẹ, dễ dàng tu sửa, bảo quản. - Dung lượng bộ nhớ lớn, có thể chứa được những chương trình phức tạp. - Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp. - Giao tiếp với các thiết bị thông tin, máy tính, nối mạng các modul mở rộng. - Giá cả phù hợp. Bộ điều khiển lập trình PLC được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơle và thiết bị cồng kềnh, nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trển việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản. PLC còn thực hiện các tác vụ định thì và đếm làm tăng khả năng điều khiển, thực hiện logic được lập trong chương trình và đưa ra tín hiệu điều khiển cho thiết bị bên ngoài tương ứng. Cơ sở của việc sử dụng PLC: Trong công nghiệp trước đây, các hệ thống điều khiển số thường được cấu tạo trên cơ sở các rơle và các mạch logic điện tử kết nối với nhau theo nguyên lý làm việc của hệ thống. Điều đó có nghĩa là: Quan hệ giữa các biến vào và các biến ra tuân theo một hàm số, mà hàm số này chính được xác định bởi luật kết nối giữa các phần tử logic. (y1, y2,... yn ) = f (x1, x2,... xn ) Như vậy đối với mục đích điều khiển xác định thì hàm f cố định. Đối với các hệ thống làm việc đơn giản và làm việc độc lập thì việc sử dụng các phần tử có sẵn liên kết cứng với nhau có nhiều ưu điểm về giá thành. Tuy nhiên trong các hệ thống điều khiển phức tạp nhiều chức năng thì những cấu trúc theo kiểu cứng có nhiều nhược điểm như: - Hệ thống cồng kềnh, đầu nối phức tạp dẫn đến độ tin cậy kém. - Trường hợp cần thay đổi chức năng của hệ thống hoặc sửa chữa các hư hỏng thì phải dừng cả hệ thống để đấu nối... Hiện nay với sự phát triển của ngành công nghiệp điện tử đã cho phép chế tạo các hệ vi xử lý liên tiếp, dựa trên cơ sở của bộ vi xử lý, các bộ điêu khiển logic có khả nẳng lập trình được (PLC) đã ra đời, cho phép khắc phục được rất nhiều nhược điểm của các hệ điều khiển liên kết cứng trước đây, việc dùng PLC đã trở nên rất phổ biến trong công nghiệp tự động hoá. Có thể liệt kế các ưu điểm chính của việc sử dụng PLC gồm: - Giảm bớt việc đấu nối dây khi thiết kế hệ thống, giá trị logic của nhiệm vụ điều khiển được thực hiện trong chương trình thay cho việc đấu nối dây. - Tính mềm dẻo cao trong hệ thống. - Bộ nhớ: - Bộ nhớ vào ra:Cổng ngắt và đếm tốc độ cao Khối vi xử lý trung tâm + Hệ điều hành Bộ đếm vào-ra Bộ định thời Bộ đếm Bit cơ Cổng vào ra Onboard Quản lý ghép nối Bus của PLC Hình 2.1: Nguyên lý chung về cấu trúc của bộ PLC Trạng thái tín hiệu vào được nhận biết và chứa trong bộ nhớ, nơi PLC thực hiện các lệnh logic được lập trình để xử lý các tín hiệu vào máy và tạo ra các tín hiệu ra để điều khiển các thiết bị liên quan. * Cấu trúc PLC bao gồm: Đối với PLC cỡ nhỏ các bộ phận thường được kết hợp thành một khối. Cũng có một số hạng thiết kế PLC thành từng mô đun để người sử dụng có thể lựa chọn cấu hình PLC cho phù hợp mà ít tốn kém nhất, đồng thời đáp ứng được yêu cầu ứng dụng. Một bộ PLC có thể có nhiều mô đun nhưng thành phần cơ bản nhất của phần cứng trong bộ PLC bao giờ cũng có các khối sau: Nguồn cung cấp Nhớ chương trình Mô đun nhập dữ liệu Mô đun xuất dữ liệu + - Tín hiệu vào Cơ cấu chấp hành Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc phần cứng của bộ lập trình PLC Dựa vào sơ đồ khối ta thấy PLC gồm có 4 khối chính đó là: Khối nguồn, khối vi xử lý – bộ nhớ, khối đầu vào, khối đầu ra. Thông thường các tín hiệu xuất nhập đầu ở dạng số (1- 0), còn nếu tín hiệu là dạng liên tục thì ta cần gắn các khối xuất nhập ở dạng liên tục (Analog). a. Mô đun nguồn: (Moudule) Là khối chức năng dùng để cung cấp nguồn và ổn định điện áp cho PLC hoạt động. Trong công nghiệp người ta thường dùng điện áp 24V một chiều. Tuy nhiên cũng có bộ PLC sử dụng điện áp 220V xoay chiều. b. Mô đun CPU (Centrol rocessor Unit module): Bao gồm bộ vi xử lý và bộ nhớ: * Bộ vi xử lý (CPU): CPU là một bộ não của PLC. Nó điều khiển và kiểm soát tất cả mọi hoạt động bên trong của PLC. Nó thực hiện những lệnh đã được chương trình hoá lưu trữ bên trong bộ nhớ. Một hệ thống BUS mang thông tin đến và kết nối CPU, bộ nhớ và bộ xuất nhập cũng chịu sự điều khiển của CPU. CPU được cung cấp bởi một tần số đồng bộ do tinh thể thạch anh bên ngoài hay một bộ giao động RC. Mạch dao động này có nhiệm vụ tạo ra tần số dao động từ 118 MHZ. Tuỳ thuộc vào bộ vi xử lý đã được sử dụng và phạm vi sử dụng. Một CPU bao gồm 3 thành phần riêng biệt sau: + Bộ điều khiển (CU – Control Unit) gồm khối soạn lệnh và ngăn xếp có nhiệm vụ lấy lệnh ra từ bộ nhớ và xác định kiểu lệnh. + Bộ lý luận và số học (AIU) để thực hiện các phép toán số học và logic như: cộng trừ, AND, OR, NOT, + Bộ nhớ có tốc độ cao, kích thước nhỏ để lưu các kết quả tạm thời và các thông tin điều khiển. * Bộ nhớ: Bao gồm bộ nhớ chứa chương trình và bộ nhớ dữ liệu,.Đơn vị nhỏ nhất của bộ nhớ là bít có giá trị “1” (hoặc “0”). Nhiều bít hợp theo hàng và cột tạo thành một khối bộ nhớ. Nội dung bộ nhớ có thể đọc ra hoặc ghi vào. Mỗi bít được định nghĩa một địa chỉ riêng để bộ nhớ dễ quản lý. Có hai loại bộ nhớ như sau: - Bộ nhớ RAM (Random Access Memory): Ram là bộ nhớ chính trong mọi máy tính. Kể cả PLC. Bộ nhớ RAM có lợi là dung lượng lớn nhưng giá rẻ. Ram là loại bộ nhớ có thể đọc ghi chương trình một cách dễ dàng. Tuy nhiên dữ liệu trong Ram sẽ bị xoá sạch khi có sự cố về điện. Vì vậy muốn lưu trữ chương trình điều khiển tron bộ nhớ Ram thì người ta dùng phương pháp nuôi bộ nhớ Ram bằng 1 nguồn pin. Nếu cần lưu trữd dài thì ta dùng loại pin có chất lượng cao... - Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): Rom là bộ nhớ chỉ đọc. Bộ nhớ này có đặc tính trái ngược với bộ nhớ Ram là rất khó xoá, nên khi có sự cố về điện thì nội dung chương trình vẫn còn trong bộ nhớ. Nhưng hiện này người ta có thể thay đổi nội dung của nó. Tuỳ thuộc vào cách tạo nội dung, cách xoá nội dung, cách nập nội dung mới vào nó mà ta có các loại bộ nhớ Rom khác nhau như: PROM, EPROM, RPROM, EEPROM, EAROM. Điển hình ở đây ta xét 2 loại bộ nhớ ROM được dùng rộng rãi trong các PLC là EPROM và EEPROM. + EPROM (Erasable Programmable Read – Only Memory): Bộ nhớ Rom có thể xoá nội dung chương trình. Nó được xoá bằng tia cực tím, sau khi nội dung cũ đã xoá thì người ta dùng một thiết bị đặc biệt để ghi nội dung chương trình mới vào trong Rom. Loại này rất phức tạp vì phải dùng thiết bị đắt tiền. + EEPROM (Electrically Erasable Programmble Read – Only Memory): Bộ nhớ loại này cũng giống như bộ nhớ EPROM nhưng phương thức xoá nội dung chương trình đơn giản hơn. Tức là nó được xoá bằng điện và việc nạp một chương trình mới cho nó cũng đơn giản. Ngoài hai loại trên trong các PLC người ta còn thường dùng FLASH EROM. Đối với những bộ điều khiển logic theo chương trình thuộc loại lớn có thể có nhiều Module CPU nhằm tăng tốc độ xử lý. c. Mô đun nhập: (Input Module) Tín hiệu vào: Các tín hiệu đầu vào nhận các thông tin điều khiển bên ngoài dạng tín hiệu Logic hoặc tín hiệu tương tự. Các tín hiệu Lôgic có thể từ các nút ấn điều khiển các công tắc hành trình, tín hiệu báo động, các tín hiệu của các quy trình công nghệ,Các tín hiệu tương tự đưa vào của PLC có thể là tín hiệu điện áp từ các căn nhiệt để điều chỉnh nhiệt độ cho mọt lò nào đó hoặc tín hiệu từ máy phát tốc, cảm biến. Các cảm biến (Sensors) được nối với Module ngõ vào của PLC. Thông thường một Module nhập có 8 ngõ vào hoặc 16 ngõ vào hoặc có thể hơn nữa tuỳ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng mà chọn cho phù hợp. Đối với những ứng dụng nhỏ thì cần khoảng 16 ngõ vào, ứng dụng trung bình thì cần khoảng 80 ngõ vào, ứng dụng cỡ dùng các cuộn dây Rơle cho ngõ vào. Điện áp hoạt động đưa vào các cuộn dây này thường vào khoảng 24 VDC với dòng vào vài mA (6mA), rất bé so với dòng tiêu thụ qua cuộn dây trong rơle thực tế. Cũng có PLC hoạt động với điện áp 220V AC. Mặc dù điện áp cao như vậy nhưng vẫn đảm bảo an toàn cho mạch điện tử của PLC vì người ta sử dụng các linh kiện cách ly (Optocoupler). Theo tiêu chuẩn công nghiệp với điện áp 24 VDC, người ta quy định: - Điện áp từ 0 ữ 5 VDC thể hiện logic 0 ở ngõ vào - Điện áp từ 11 ữ 30 VDC thể hiện logic 1 ở ngõ vào d. Mô đun xuất (Output Module): Trong PLC thì Module xuất cũng hết sức quan trọng không kém module nhập. Nó có thể có 8 hoặc 16 ngõ ra mà trên một Module xuất, do vậy người sử dụng có thể kết nối nhiều module lại với nhau để được số ngõ ra phù hợp. Đối với những ứng dụng nhỏ thì cần 16 ngõ ra. Những ứng dụng lớn hơn có thể dùng tới 26 hoặc 256 ngõ ra. Cũng giống như Module nhập thì các ngõ ra của Module xuất là các tiếp điểm của rơle, khả năng chịu tải lớn 220V/1A. Nếu muốn khống chế phụ tải công suất lớn thì thông qua các thiết bị trung gian như: CTT. Aptomat. Triac Ngoài ra còn có PLC với ngõ ra là tín hiệu điện: Logic 0 ứng với điện áp từ 0 ữ 0,8V và logic 1 ứng với điện áp từ 12 ữ 28V với dòng ra có khi lên tới 300mA. Dải điện áp cấp nguồn từ 12V ữ 28V. PLC thực hiện chương trình: PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan). Bắt đầu mỗi vòng quét là việc quét các tín hiệu vào. Trong quá trình quét này trạng thái hiện thời của mỗi tín hiệu vào được chứa trong bảng ảnh. Việc quét các đầu vào này rất nhanh, việc quét phụ thuộc vào các module vào, xung nhịp cũng như các đặc tính riêng của mỗi loại CPU thực hiện chương trình sử dụng. Công việc này thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng của chương trình (lệnh MEND). Như vậy thời gian thực hiện chương trình sẽ phụ thuộc vào độ dài chương trình, độ phức tạp của các lệnh, và đặc tính kỹ thuật của từng loại CPU Chuyển dữ liệu từ đầu ra Q tới cổng ra Chuyển dữ liệu từ đầu cổng vào tới đầu vào I Truyền thông và kiểm tra bộ nhớ Thực hiện chương trình Hình 2.4: Chu kỳ thực hiện vòng quét của CPU trong bộ PLC Trong quá trình thực hiện chương trình CPU luôn làm việc với bảng ảnh ra. Tiếp theo của việc quét chương trình là truyền thông nội bộ và tự kiểm tra lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi. Những trường hợp cần thiết phải cập nhật module ra ngay trong quá trình thực hiện chương trình. Các PLC hiện đại sẽ có sẵn các lệnh để thực hiện điều này. Tập lệnh của PLC chứa các lệnh ra trực tiếp đặc biệt, lệnh này sẽ tạm thời dừng hoạt động bình thường của chương trình để cập nhật module ra, sau đó sẽ quay lại thực hiện chương trình. 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 cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau. Có vòng quét được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu được truyền thông trong vòng quét đó. Một vòng quét chiếm thời gian quét ngắn thì chương trình điều khiển được thực hiện càng nhanh. Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào ra mà chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý. Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra. Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét. chương 2: Giới thiệu về PLC - S7-200 của SIEMEN * Cấu trúc bộ nhớ PLC: Bộ điều khiển lập trình S7-200 được chia thành 4 vùng nhớ. Với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong thời gian nhất định khi mất nguồn bộ nhớ S7-200 có tính năng động cao, đọc và ghi trong phạm vi toàn vùng loại trừ các bít nhớ đặc biệt SM ( Special Memory) chỉ có thể truy nhập để đọc. Vùng chương trình Chương trình Chương trình C Vùng tham số Tham số Tham số Vùng dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu Vùng đối tượng EEPROM Bộ nhớ ngoài Hình 2.3: Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200 * Vùng chương trình: Là vùng bộ nhớ được sử dụng để lưu trữ các lệnh chương trình vùng này thuộc bộ nhớ trong đọc và ghi được * Vùng tham số: Là vùng lưu giữ các tham số như: Từ khoá, địa chỉ trạm.cũng giống như vùng chương trình thuộc bộ nhớ trong đọc và ghi được. * Vùng dữ liệu: Là vùng nhớ động được sử dụng cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả các phép tính nó được truy cập theo từng bit từng byte vùng này được chia thành những vùng nhớ với các công dụng khác nhau. Vùng I (Input image register): Là vùng nhớ gồm 16 byte I (đọc/ghi): I.O ữ I.15 Vùng Q (Output image register): Là vùng nhớ gồm 16 byte Q (đọc/ghi): Q.O ữ Q.15 Vùng M (Internal memory bits): là vùng nhớ gồm có 32 byte M (đọc/ghi): M.O ữ M.31 Vùng V (Variable memory): Là vùng nhớ gồm có 10240 byte V (đọc/ghi): V.O ữ V.10239 Vùng SM: (Special memory): Là vùng nhớ gồm: - 194 byte của CPU chia làm 2 phần: SM0 – SM29 chỉ đọc và SM30 – SM194 đọc/ghi. SM200-SM549 đọc/ghi của các module mở rộng * Vùng đối tượng: Là timer (định thì), counter (bộ đếm) tốc độ cao và các cổng vào/ra tương tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng vùng này không thuộc kiểu non – volatile nhưng đọc ghi được. - Timer (bộ định thì): đọc/ghi T0 ữ T255 - Counter (bộ đếm): đọc/ghi C0 ữ C255 - Bộ đệm vào analog (đọc): AIW0 ữ AIW30 - Bộ đệm ra analog (ghi): AQW0 ữ AQW30 - Accumulator (thanh ghi): AC0 ữ AC3 - Bộ đếm tốc độ cao: HSC0 ữ HSC5 Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte, từng từ đơn (word – 2byte), từ kép (Double word). a. Cấu trúc chương trình: Chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính (main program) sau đó đến các chương trình con và các chương trình xử lý ngắt. Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND). Chương trình con là một bộ phận của chương trình. Các chương trình con phảI được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính đó là mệnh (MEND). Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình, nếu cần sử dụng chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc MEND. Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính, sau đó đến ngay các chương trình xử lý ngắt bằng cách viết như vậy cấu trúc chương trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình có thể trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính. Thực hiện trong 1 vòng quét Main program . . . MEND Thực hiện khi được chương trình chính SBR (n) {n=0 ữ 255} chương trình con . . . RET Thực hiện khi có tín hiệu báo ngắt INT (n){n0 ữ 255} chương trình xử lý ngắt . . . RETI Chương III. Tìm hiểu tập lệnh PLC của S7-200 * Phương pháp lập trình PLC với phần mềm STEP7-Micro/WIN 32: - Cách lập trình cho S7-200 dựa trên hai phương pháp cơ bản: Phương pháp hình thang (ladder logic – viết tắt là LAD) và phương pháp liệt kê lệnh (Statement List viết tắt là STL) và phương pháp thứ 3 mà không được dùng thông dụng là phương pháp sơ đồ khối chức năng (Funtion Block Diagram viết tắt là FBD). - Chương trình được viết theo kiểu LAD thiết bị lập trình sẽ tạo ra một chương trình theo kiểu STL tương ứng. Nhưng ngược lại không phải tất cả các chương trình viết theo kiểu STL đều có thể chuyển sang dạng LAD. * Phương pháp LAD: LAD là ngôn ngữ lập trình đồ hoạ những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như sau: - Tiếp điểm: Là biểu tượng (Symbol) mô tả các tiếp điểm rơle các tiếp điểm có thể thường đóng: thường mở Q 0.0 - Cuộn dây (coil): là biểu tượng -( ) mô tả rơle mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơle - Hộp (box): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau nó làm việc khi có dòng điện chạy đến hộp thường là các bộ thời gian (timer), bộ đếm (counte) và các hàm toán học: ADD EN END IN 1 OUT IN 2 CU CTU A PV IN TON PT ACD AC1 AC2 +100 - Mạng LAD: là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồn bên trái sang nguồn bên phải dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đến các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn. * Phương pháp liệt kê lệnh STL: Phương pháp liệt kê (STL) là phương pháp thực hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình kể cả những lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC. Để tạo một chương trình dạng STL người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng của ngăn xếp logic của S7-200 (S0 ữ S8). Ngăn xếp lôgic là một khối gồm 9 bit chồng lên nhau. Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp, đều chỉ làm việc với bit đầu tiên hoặc với bit đầu và bit thứ hai của ngăn xếp (S0 ữ S1) giá trị logic mới đều có thể được gửi vào ngăn xếp. * Phương pháp FBD: Dùng các phần tử logic để viết chương trình ví dụ các mạch AND, OR, NOT. c. Cú pháp lệnh cơ bản trong PLC S7-200 Hệ lệnh của S7-200 được chia làm 3 nhóm: - Nhóm lệnh không điều kiện: Các lệnh mà khi thực hiện thì làm việc độc lập không phụ thuộc vào giá trị logic của ngăn xếp. - Nhóm lệnh có điều kiện: Các lệnh chỉ thực hiện được khi bit đầu tiên của ngăn xếp có giá trị logic bằng 1. - Nhóm lệnh đặt nhãn: Các nhãn lệnh đánh dấu vị trí trong tập lệnh. Trong các bảng lệnh còn mô tả sự thay đổi tương ứng của nội dung ngăn xếp khi lệnh được thực hiện. Cả hai phương pháp LAD và STL đều sử dụng ký hiệu I để chỉ việc thực hiện tức thời (Immediateli) tức là giá trị được chỉ dẫn trong lệnh vừa được chuyển vào thanh ghi ảo vừa đồng thời được chuyển đến tiếp điểm chỉ dẫn trong lệnh ngay khi lệnh đượcthực hiện chứ không phải chờ đến giai đoạn trao đổi với ngoại vi của vòng quét. Điều đó khác với lệnh không tức thời là giá trị được chỉ định trong lệnh chỉ được chuyển vào thanh ghi ảo khi thực hiện lệnh. Bảng 3-1: Một số lệnh của S7-200 thuộc nhóm lệnh thực hiện vô điều kiện. Tên lệnh Mô tả = n Giá trị của bit đầu tiên ngăn xếp được sao chép sang điểm n chỉ dẫn trong lệnh. = I n Giá trị của bit đầu tiên ngăn xếp được sao chép trực tiếp sang điểm n chỉ dẫn trong lệnh ngay khi lệnh được thực hiện. A n Thực hiện toán tử và (AND) giữa giá trị logic của bit đầu tiên ngăn xếp với giá trị logic của điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên của ngăn xếp. ALD Thực hiện toán tử và (AND) giữa giá trị logic của bit đầu tiên ngăn xếp với giá trị logic của bit thứ 2 ngăn xếp. Kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên của ngăn xếp. Các giá trị còn lại trong ngăn xếp được kéo lên một bit. AN n Thực hiện toán tử và (AND) giữa giá trị logic của bit đầu tiên ngăn xếp với giá trị logic nghịch đảo của điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên của ngăn xếp. CTU Cxx, PV Khởi động bộ đếm tiến theo sườn lên của tín hiệu vào. Bộ đếm được đặt lại trạng thái ban đầu (reset) nếu đầu vào R của bộ đếm được kích (có mức logic 1). CTUD Cxx,PV Khởi động bộ đếm tiến theo sườn lên của tín hiệu đầu vào thứ nhất và đếm lùi theo sườn lên của tín hiệu đầu vào thứ hai. Bộ đếm được reset lại nếu đầu vào R của bộ đếm được kích (có mức logic 1). ED Đặt giá trị logic 1 vào bit đầu tiên của ngăn xếp khi xuất hiện sưỡn xuống của tín hiệu. DU Đặt giá trị logic 1 vào bit đầu tiên của ngăn xếp khi xuất hiện sưỡn lên của tín hiệu. LD n Nạp giá trị logic của điểm n chỉ dẫn trong lệnh vào bit đầu tiên của ngăn xếp. Các giá trong ngăn xếp được đẩy xuống một bit. LDN n Nạp giá trị logic nghịch đảo của điểm n chỉ dẫn trong lệnh vào bit đầu tiên của ngăn xếp. Các giá trong ngăn xếp được đẩy xuống một bit. LDW <=n1, n2 Bit đầu tiên trong ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung hai từ n1 và n2 thảo mãn n1 ≤ n2. LDW = n1, n2 Bit đầu tiên trong ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung hai từ n1 và n2 thảo mãn n1 = n2. LDW >=n1, n2 Bit đầu tiên trong ngăn xếp nhận giá trị logic 1 nếu nội dung hai từ n1 và n2 thảo mãn n1 ≥ n2. LPP Kéo nội dung ngăn xếp lên một bit. Giá trị mới của bit trên là giá trị cũ của bit dưới, độ sâu ngăn xếp giảm đi một bit (Giá trị của bit đầu tiên bị đẩy ra khỏi ngăn xếp – xoá). LRD Sao chép giá trị của bit thứ hai vào bit thứ hai của ngăn xếp. Các giá trị còn lại từ bit thứ hai trở đi được giữ nguyên vị trí. MEND Kết thúc phần chương trình chính trong một vòng quét. NOT Đảo giá trị logic của bit đầu tiên ngăn xếp. O n Thực hiện toán tử hoặc (OR) giữa giá trị logic của bit đầu tiên ngăn xếp với giá trị logic của điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên của ngăn xếp. OI n Thực hiện toán tử hoặc (OR) giữa giá trị logic của bit đầu tiên ngăn xếp với giá trị logic của điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên của ngăn xếp. OLD Thực hiện toán tử hoặc (OR) giữa giá trị logic của bit đầu tiên ngăn xếp với giá trị logic của bit thứ hai ngăn xếp. Kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên của ngăn xếp. Các giá trị còn lại trong ngăn xếp được kéo lên một bit. ON n Thực hiện toán tử và (AND) giữa giá trị logic của bit đầu tiên ngăn xếp với giá trị logic của điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả được ghi lại vào bit đầu tiên của ngăn xếp. RET Lệnh thoát khỏi chương trình con và trả điều khiển về chương trình chính đã gọi nó. RETI Lệnh thoát khỏi chương trình xử lý ngắt (interrupt) và trả điều khiển về chương trình chính. Bảng 3-2: Một số lệnh trong nhóm lệnh có đIều kiện (chỉ thực hiện khi bit đầu tiên ngăn xếp có giá trị logic 1): Tên lệnh Môtả +D IN1, IN2 Thực hiện hai phép cộng hai số nguyên