Tài liệu ứng dụng plc trong hệ thống băng chuyền

Phần I: Trình bày lý thuyết PHẦN 1 TRÌNH BÀY LÝ THUYẾT SVTH: Nguyễn Phước Hậu 1 Chương I: Tìm hiểu chung về PLC CHƯƠNG I TÌM HIỂU CHUNG VỀ PLC 1.1 Giới thiệu PLC PLC là viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật sự, nó bật ON hay OFF thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục “lặp” trong chương trình do “người sử dụng lập ra” chờ tín hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình. Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiển bằng relay) người ta đã chế tạo ra bộ PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau : - Lập trình dễ dàng , ngôn ngữ lập trình dễ học. - Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản , sửa chữa. - 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 được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các modul mở rộng. - Giá cả có thể cạnh tranh được. Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển hoặc xử lý hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình, chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ, ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC. Việc thay đổi hay mở rộng chức năng sẽ được thực hiện một cách dể dàng mà không cần một sự can thiệp vật lý nào so với các bộ dây nối hay relay. 1. 2 Cấu trúc, nguyên lý hoạt động của PLC SVTH: Nguyễn Phước Hậu 2 Chương I: Tìm hiểu chung về PLC 1.2.1 Cấu trúc Tất cả các PLC đều có thành phần chính là : - Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong ( có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM ). - Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC. - Các modul vào /ra. Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458, … 1.2.2 Nguyên lý hoạt động của PLC 1.2.2.1 Đơn vị xử lý trung tâm CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình, sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ. 1.2.2.2 Bộ nhớ PLC thường yêu cầu bộ nhớ trong các trường hợp :  Làm bộ định thời cho các kênh trạng thái I/O.  Làm bộ đệm trạng thái các chức năng trong PLC như định thời, đếm, ghi và các relay. Mỗi lệnh của chương trình có một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ đều được đánh số, những số này chính là địa chỉ trong bộ nhớ . Kích thước bộ nhớ :  Các PLC loại nhỏ có thể chứa từ 300 ÷1000 dòng lệnh tùy vào công nghệ chế tạo .  Các PLC loại lớn có kích thước từ 1k ÷ 16k, có khả năng chứa từ 2000 ÷ 16000 dòng lệnh. Ngoài ra còn cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng như RAM, EPROM. 1.2.2.3 Các ngỏ vào ra I/O SVTH: Nguyễn Phước Hậu 3 Chương I: Tìm hiểu chung về PLC Các đường tín hiệu từ bộ cảm biến được nối vào các modul ( các đầu vào của PLC ), các cơ cấu chấp hành được nối với các modul ra ( các đầu ra của PLC ). Hầu hết các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiêu xử lý là 12/24 VDC hoặc 100/240 VAC. Mỗi đơn vị I/O có duy nhất một địa chỉ, các hiển thị trạng thái của các kênh I/O được cung cấp bỡi các đèn led trên PLC, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động nhập xuất trở nên dễ dàng và đơn giản. Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (ON/OFF) để thực hiện việc đóng hay ngắt mạch ở đầu ra. 1.2.3 Các hoạt động xử lý bên trong PLC Khi một chương trình đã được nạp vào bộ nhớ của PLC, các lệnh sẽ được lưu trong một vùng địa chỉ riêng lẻ trong bộ nhớ. PLC có bộ đếm địa chỉ ở bên trong vi xử lý, vì vậy chương trình ở bên trong bộ nhớ sẽ được bộ vi xử lý thực hiện một cách tuần tự từng lệnh một, từ đầu cho đến cuối chương trình. Mỗi lần thực hiện chương trình từ đầu đến cuối được gọi là một chu kỳ thực hiện. Thời gian thực hiện một chu kỳ tùy thuộc vào tốc độ xử lý của PLC và độ lớn của chương trình. Một chu kỳ thực hiện bao gồm ba giai đoạn nối tiếp nhau :  Đầu tiên, bộ xử lý đọc trạng thái của tất cả đầu vào. Phần chương trình phục vụ công việc này có sẵn trong PLC được gọi là hệ điều hành.  Tiếp theo, bộ xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự từng lệnh một trong chương trình. Trong ghi, đọc và xử lý các lệnh, bộ vi xử lý sẽ đọc tín hiệu các đầu vào và thực hiện các phép toán logic và kết quả sau đó sẽ xác định trạng thái của các đầu ra.  Cuối cùng, bộ vi xử lý sẽ gán các trạng thái mới cho các đầu ra tại các modul đầu ra. 1.2.4 So sánh PLC với hệ thống điều khiển khác. SVTH: Nguyễn Phước Hậu 4 Chương I: Tìm hiểu chung về PLC Điều khiển Với chức năng được lưu trữ bằng Tiếp xúc vật lý Bộ nhớ khả lập trình Quy trình cứng Quy trình mềm Không thay đổi được Thay đổi được Liên kết cứng Liên kết phích cắm Rơle, linh kiện điện tử, mạch điện tử Khả lập trình tự do Bộ nhớ thay đổi được RAM EPROM ROM EPROM PLC xử lý 1 bit PLC xử lý từ ngữ Hình 1.1: So sánh PLC với các hệ thống điều khiển khác SVTH: Nguyễn Phước Hậu 5 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 CHƯƠNG II THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH S7 200 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control) là thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thao tác điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thực hiện thuật toán đó bằng mạch số. Như vậy với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi thuật toán đặc biệt dễ dàng trao đổi thông tin với môi trường xung quanh ( với các PLC hoặc máy tính). Hình 2.1: SIMATIC S7 của Siemen Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối vi xử lý CPU 212 hoặc CPU 214. Về hình thức bên ngoài sự khác nhau của 2 loại CPU nhận biết được nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp. - CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra và có khả năng mở rộng thêm bằng 2 modul mở rộng - CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra và có khả năng mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng. 2.1 Cấu trúc phần cứng của CPU 214 SVTH: Nguyễn Phước Hậu 6 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 S7-200 là thiết bị điều khiển logic khả trình loại nhỏ của hãng Siemens có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Các modul này được sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU-214. Hình 2.2: Cấu trúc PLC CPU 214 2.1.1 Các thông số của CPU 214  CPU - 214 bao gồm 14 ngõ vào và 10 ngõ ra, có khả năng thêm 7 modul mở rộng.  2.048 từ đơn (4 kbyte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile để lưu chương trình (vùng nhớ có giao diện với EPROM).  2.048 từ đơn (4 kbyte) thuộc kiểu đọc ghi để lưu dữ liệu, trong đó 512 từ đầu thuộc miền non-volatile.  Tổng số ngõ vào/ra cực đại là 64 ngõ vào và 64 ngõ ra.  128 timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 timer 1ms, 16 timer 10ms và 108 timer 100ms.  128 bộ đếm chia làm 2 loại: Chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.  688 bít nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.  Các chế độ xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.  3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2khz và 7 khz.  2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.  2 bộ điều chỉnh tương tự.  Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ kể từ khi PLC bị mất nguồn cung cấp. SVTH: Nguyễn Phước Hậu 7 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 2.1.2 Các đèn báo trên S7-200 CPU 214  SF (đèn đỏ): đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng.  Run (đèn xanh): đèn xanh run chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy.  Stop (đèn vàng): đèn vàng stop chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng chương trình và đang thực hiện lại.  Ix.x (đèn xanh): đèn xanh ở cổng vào báo hiệu trạng thái tức thời của cổng. Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của công tắc.  Qx.x (đèn xanh): đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng. Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng. 2.1.3 Chế độ làm việc PLC có 3 chế độ làm việc:  Run: cho phép PLC thực hiện chương trình từng bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ run sang stop nếu trong máy có sự cố hoặc trong chương trình gặp lệnh stop.  Stop: cưỡng bức PLC dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ stop.  Term: cho phép máy lập trình tự quyết định chế độ hoạt động cho PLC hoặc run hoặc stop. 2.1.4 Cổng truyền thông S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485. SVTH: Nguyễn Phước Hậu 8 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 chân ····· ···· 5 3 4 9 8 2 7 1 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 giải thích Đất 24 VDC Truyền và nhận dữ liệu Không sử dụng Đất 5 VDC (điện trở trong 100Ω) 24 VDC (120 mA tối đa) Truyền và nhận dữ liệu Không sử dụng Hình 2.3: Cổng truyền thông Hình 2.4: Sơ đồ kết nối truyền thông cho PLC S7-200 2.1.5 Cáp truyền thông cho PLC S7-200 Do PLC thông qua liên kết RS485 nhưng máy tính chỉ có RS232 nên phải dùng cáp chuyển đổi. Quá trình chuyển đổi được thực hiện qua các bước: - Đặt tốc độ truyền cho cáp PC/PCI, có hai tốc độ truyền là 9600 baud và 19200 baud - Nối đầu cáp phía PC (RS232) vào cổng COM1 hoặc COM2 của máy tính. SVTH: Nguyễn Phước Hậu 9 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 - Nối đầu còn lại của cáp PC/PCI (RS485) vào cổng giao tiếp của CPU S7200. 2.2 Cấu trúc bộ nhớ Bộ nhớ S7-200 được chia thành 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ S7-200 có tính năng động cao, đọc, ghi được trong toàn vùng, loại trừ các bit nhớ đặc biệt SM (special memory) chỉ có thể truy nhập để đọc. Chương trình Chương trình Tham số Tham số Tham số Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu Vùng đối tượng EPROM Chương trình Miền nhớ ngoài Hình 2.5: Cấu trúc bộ nhớ bên trong và ngoài của S7-200  Vùng chương trình Là nguồn nhớ được sử dụng để lưu giữ các lệnh chương trình. Vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.  Vùng tham số Là miền lưu giữ các tham số như: từ khóa, địa chỉ trạm… . Cũng giống như vùng chương trình, thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.  Vùng dữ liệu Là miền nhớ động được sử dụng để cất giữ các dữ liệu của chương trình. Nó có thể được truy cập theo từng bít, từng byte, từng từ đơn (w-word) hoặc theo từ kép (dw_ double word), vùng dữ liệu được chia thành những miền nhớ nhỏ với các SVTH: Nguyễn Phước Hậu 10 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 công dụng khác nhau. Chúng được ký hiệu bằng chữ cái đầu theo từ tiếng anh, đặc trưng cho công dụng riêng của chúng như sau: V : Variable memory. I : Input image register. O : Output image regiter. M : Internal memory bits. SM : Special memory bits. Tất cả các miền này đều có thể truy nhập theo từng bít, từng byte, từng từ (word) hoặc từ kép (double word).  Vùng đối tượng Bao gồm các thanh ghi timer, bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào ra, thanh ghi AC. Vùng này không thuộc kiểu non-volatile nên đọc/ghi được . 2.3 Mở rộng cổng vào ra CPU 214 cho phép mở rộng nhiều nhất 7 modul (bao gồm modul số và modul tương tự). 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, làm thành một móc xích. Địa chỉ của các vị trí của các modul được xác định cùng kiểu. Ví dụ như một modul cổng ra không thể gán địa chỉ của một modul cổng vào, cũng như một modul tương tự không thể có địa chỉ như một modul số và ngược lại. Các modul mở rộng số hay tương tự đều chiếm chổ trong bộ đệm, tương tự với số đầu vào/ra của modul . PLC Modul kết nối Caple kết nối Hình 2.6: Kết nối modul với PLC SVTH: Nguyễn Phước Hậu 11 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 Sau đây là địa chỉ của một số modul mở rộng trên CPU 214 Modul 0 4vào/4a CPU 214 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Modul 1 8 vào I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Modul 2 3vào/1a analog I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 AIW 0 AIW 2 AIW 4 AQW 0 Modul 3 8 ra Modul 4 3vào/1ra Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 AIW8 AIW12 AQW 4 Bảng 2.1: Địa chỉ của một số modul mở rộng trên CPU 214 2.4 Cấu trúc chương trình của S7-200 Có thể được lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng một trong các phần mềm : Step 7 – micro / dos Step 7 – micro / win 2.4.1 Thực hiện chương trình của S7-200 PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc các dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc tại lệnh kết thúc MEND. Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thông nội bộ và SVTH: Nguyễn Phước Hậu 12 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 kiểm lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra. 4. Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi 1. Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào 2.Thực hiện chương trình . 3. Truyền thông và tự kiểm tra lỗi Hình 2.7: Vòng quét trong S7-200 Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt để thực hiện lệnh này trực tiếp với cổng vào và ra. Nếu sử dụng các chế độ ngắt chương trình tương ứng với từng tín hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét. 2.4.2 Các toán hạng lập trình cơ bản  I : dùng để chỉ ngõ vào vật lý nối trực tiếp vào PLC.  Q : dùng để chỉ ngõ ra vật lý nối trực tiếp từ PLC.  T : dùng để xác định phần tử định thời có trong PLC.  C : dùng để xác định phần tử đếm có trong PLC.  M và S : dùng như các cờ hoạt động như bên trong PLC. Tất cả các phần tử (toán hạng) trên có hai trạng thái ON hoặc OFF (1 hoặc 0). 2.5 Ngôn ngữ lập trình của S7-200 CPU 214 2.5.1 Phương pháp lập trình S7-200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình. Chương trình bao gồm một dãy các tập lệnh. S7-200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lập trình cuối trong một vòng quét. SVTH: Nguyễn Phước Hậu 13 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 Cách lập trình cho S7-200 nói riêng và cho các PLC nói chung dựa trên ba phương pháp cơ bản. - Phương pháp hình thang (ladder, viết tắt là LAD). - Phương pháp liệt kê lệnh (statement list, viết tắt là STL). - Phương pháp lập trình theo biểu đồ khối FBD (Function block diagram): Nếu có một chương trình viết dưới dạng LAD, thiết bị lập trình sẽ tự động tạo ra một chương trình theo dạng STL tương ứng. Ngược lại không phải mọi chương trình viết dưới dạng STL đều có thể chuyển sang được dạng LAD. Phương pháp hình thang (LAD): LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa, những thành phần cơ bản dùng trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơle. Trong chương trình LAD, các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như sau:  Tiếp điểm: Là biểu tượng mô tả các tiếp điểm của rơle. Tiếp điểm thường mở: Tiếp điểm thường đóng:  Cuộn dây (coil):   cấp cho rơ le. mô tả rơle được mắc theo chiều dòng điện cung  Hộp (box): Là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dòng điện chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là các bộ thời gian (timer), bộ đếm (counter) và các hàm toán học. Ví dụ: Hình 2.8: Ví dụ phương pháp lập trình LAD  Phương pháp liệt kê lệnh (STL): Là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình, kể cả những lệnh hình thức biểu diễn một chức năng của PLC. SVTH: Nguyễn Phước Hậu 14 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 Ví dụ: LD A LDN A OLD = I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 Q0.0 Để tạo ra một chương trình dạng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng 9 bit ngăn xếp logic của CPU S7-200. Ngăn xếp là một khối 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 thứ 2 của ngăn xếp. Giá trị logic mới đều có thể được gửi (hoặc có thể được nối thêm ) vào ngăn xếp khi có yêu cầu phối hợp hai bit đầu của ngăn xếp thì ngăn xếp sẽ được kéo lên một bit. S0 Stack 0: bit đầu tiên hay bit trên cùng của ngăn xếp S1 Stack 1: bit thứ hai của năn xếp S2 Stack 2: bit thứ ba của ngăn xếp S3 Stack 3: bit thứ tư của ngăn xếp S4 Stack 4: bit thứ năm của ngăn xếp S5 Stack 5: bit thứ sáu của ngăn xếp S6 Stack 6: bit thứ bảy của ngăn xếp S7 Stack 7: bit thứ bảy của ngăn xếp S8 Stack 9: bit thứ tám của ngăn xếp Hình 2.9: Cấu trúc của một ngăn xếp  Phương pháp lập trình theo biểu đồ khối FBD: STEP7 Micro/Win32 cho phép tạo ra các lệnh như các hộp logic giống với các biểu đồ cổng chung. Trong FBD không có tiếp điểm và cuộn dây như của dạng LAD, nhưng có các lệnh tương đương xuất phát như các hộp lệnh. Logic của chương trình nhận được từ sự liên kết giữa các hộp lệnh. SVTH: Nguyễn Phước Hậu 15 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 Ví dụ: Hình 2.10: Ví dụ phương pháp lập trình FBD 2.5.2 Các toán hạng và giới hạn cho phép của CPU 214 Phương pháp truy nhập Truy nhập bit (địa chỉ byte, chỉ số bit) Giới hạn cho phép của các toán hạng V ( 0.0  4095.7) I (0.0  7.7) Q ( 0.0 7.7) M ( 0.0 31.7) SM ( 0.0 85.7) Truy nhập bit T (0 127) C (0 127) VB (0 4.095) IB (0 7) MB (0 31). SMB (0 85) AC (0 3) hằng số Truy nhập từ đơn VW (0 4094) T (0 127) C (0 127) IW (0 6) QW (0 6) MW (0 30) SMW (0 84) AC (0 3) SVTH: Nguyễn Phước Hậu 16 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 AIW (0 30) AQW (0 30) hằng số Truy nhập từ kép VD (0 4092) ID (0  4) QD (0  4) MD (0  28) SMD (0  82) AC (0  3) HC (0  2) hằng số. Bảng 2.2: Các toán hạng và giới hạn cho phép của CPU 214 2.6 Một số lệnh cơ bản dùng trong lập trình 2.6.1 Các lệnh vào, ra  Lệnh LD, LDN trong LAD như sau: LAD Mô tả N Tiếp điểm thường mở sẽ được đóng nếu n = 1. LDN N Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi n = 1. LDI N Tiếp điểm thường mở sẽ đóng tức thời khi n = 1 LDNI N Tiếp điểm thường đóng sẽ mở tức thời khi n = 1 LD Toán hạng N: I, Q, M, SM, T, C, V N: I Bảng 2.3: Mô tả lệnh LD, LDN trong LAD SVTH: Nguyễn Phước Hậu 17 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200  Lệnh Output LAD Mô tả Cuộn dây đầu ra ở trạng N: I, Q, M, SM, T, C, V thái kích thích khi có dòng (bít) điều khiển đi qua. n ( ) n ( Toán hạng ) Cuộn dây đầu ra được kích N: Q (bít) thích tức thời khi có dòng điều khiển đi qua. Bảng 2.4: Mô tả lệnh Output bằng LAD 2.6.2 Lệnh ghi/xóa giá trị cho tiếp điểm  Set (S) và Reset (R): Lệnh dùng để đóng và ngắt các điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong LAD, lệnh điều khiển dòng điện đóng hoặc ngắt các cuộn dây đầu ra. Khi dòng điều khiển đến các cuộc dây thì các cuộn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm (hoặc một dãy các tiếp điểm). LAD N (S) N (R) N ( SI ) Mô tả Toán hạng Đóng một mảng gồm N các S bit: I, Q, M, SM, T, C, tiếp điểm kể từ S bit. V N (byte): IB, QB, MB, SMB, VB,AC, hằng số, Đóng một mảng gồm n các *VD, *AC tiếp điểm kể từ S bit. Nếu S bit lại chỉ vào timer hoặc counter thì lệnh sẽ xóa bít đầu ra của timer / counter đó. Đóng tức thời một mảng gồm S bit: Q N các tiếp điểm kể từ S bit. N (byte): IB, QB, MB, SMB, VB,AC, hằng số, SVTH: Nguyễn Phước Hậu 18 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 Ngắt tức thời một mảng gồm *VD, *AC N các tiếp điểm kể từ địa chỉ S bit. N ( RI ) Bảng 2.5: Mô tả bằng lệnh Set và Reset trong LAD 2.6.3 Các lệnh tiếp điểm đặc biệt: Có thể dùng các lệnh tiếp điểm đặc biệt để phát hiện sự chuyển tiếp trạng thái của xung (sườn xung) và đảo lại trạng thái của dòng cung cấp (giá trị của đỉnh ngăn xếp). LAD sử dụng các tiếp điểm đặc biệt để tác động vào dòng cung cấp. Các tiếp điểm đặc biệt không có toán hạng riêng của chính chúng và vì thế phải đặt chúng vào vị trí phía trước của cuộn dây hoặc hộp đầu ra. Tiếp điểm chuyển tiếp dương/âm có nhu cầu về bộ nhớ, nên đối với CPU 214 là 256 lệnh. LAD Mô tả NOT P N Toán hạng Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp. Nếu dòng cung cấp có tiếp điểm đảo thì nó bị ngắt mạch, nếu không có tiếp điểm đảo thì nó thông mạch. Không có Tiếp điểm chuyển đổi dương cho phép dòng cung cấp thông mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều khiển chuyển từ 0 lên 1 Không có Tiếp điểm chuyển đổi âm cho phép dòng cung cấp thông mạch trong một vòng quét khi sườn xung điều khiển chuyển từ 1 xuống 0. Không có Bảng 2.6: Mô tả lệnh các lệnh tiếp điểm đặc biệt 2.6.4 Các lệnh so sánh SVTH: Nguyễn Phước Hậu 19 Chương II: Thiết bị điều khiển lập trình S7-200 Khi lập trình, nếu có các quyết định về điều khiển được thực hiện dựa trên kết quả của việc so sánh thì có thể sử dụng lệnh so sánh cho byte, từ hay từ kép của S7-200. LAD sử dụng lệnh so sánh để so sánh các giá trị của byte, từ và từ kép (giá trị thực hoặc nguyên). Những lệnh so sánh thường là so sánh nhỏ hơn hoặc bằng (<=); so sánh bằng (=) và so sánh lớn hơn hoặc bằng (> =). Khi so sánh giá trị của byte thì không cần phải để ý đến dấu của toán hạng. Ngược lại khi so sánh các từ hoặc từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng, ngược lại khi so sánh các từ hoặc từ kép với nhau thì phải để ý đến dấu của toán hạng là bít cao nhất trong từ hoặc từ kép. LAD n1 n2 ==B n1 n2 ==I n1 n2 ==D n1 Mô tả Toán hạng Tiếp điểm đóng khi n1 = n2 B = byte I = integer D = double integer R = real n1, n2 (byte) : VB , IB , QB, MB, SMB , AC , CONST , *VD*, AC Tiếp điểm đóng khi n1 > n2 B = byte I = integer D = double integer R = real n1, n2 (từ): VW, T, C, IW, QW, MW, SMW,AC, AIW, Hằng số, *VD, *AC n2 ==R n1 n2 >=B n1 n2 >=I n1 n2 >=D n1 n2 >=R SVTH: Nguyễn Phước Hậu 20