Tài liệu Lập trình plc điều khiển máy bán nước tự động

ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT CHÖÔNG I DAÃN NHAÄP I. Ñaët vaán ñeà Töï ñoäng ngaøy caøng ñoùng vai troø quan troïng trong ñôøi soáng vaø coâng nghieäp. Ngaøy nay ngaønh töï ñoäng ñaõ phaùt trieån tôùi trình ñoä cao nhôø nhöõng tieán boä cuûa lyù thuyeát ñieàu khieån töï ñoäng, cuûa nhöõng ngaønh khaùc nhö ñieän töû, tin hoïc, … Nhieàu heä thoáng ñieàu khieån ñaõ ra ñôøi, nhöng phaùt trieån maïnh vaø coù khaû naêng phuïc vuï roäng laø boä ñieàu khieån PLC. Sôû dó nhö theá, do boä PLC coù nhieàu öu ñieåm noåi baäc so nhöõng boä ñieàu khieån khaùc : ƒ Ñôn giaûn, deå daøng thay ñoåi, laäp trình . ƒ Tin caäy trong moâi tröôøng coâng nghieäp. ƒ Caïnh tranh ñöôïc giaù thaønh vôùi caùc boä dieàu khieån khaùc. Cuoái thaäp nieân 60 xuaát hieän khaùi nieäm veà PLC vaø ñaõ ñöôïc phaùt trieån raát nhanh. Naêm 1974 PLC ñaõ söû duïng nhieàu boä xöû lyù nhö : maïch ñònh thôøi, boä ñeám, dung löôïng nhôù ñeán 12KB vaø coù 1024 ñieåm nhaäp xuaát. Naêm 1976 ñaõ giôùi thieäu heä thoáng ñöa tín hieäu vaøo ra töø xa. Naêm 1977 PLC ñaõ duøng ñeán vi xöû lyù. Naêm1980 phaùt trieån caùc khoái nhaäp xuaát thoâng minh naâng cao ñieàu khieån thuaän lôïi qua vieãn thoâng, naâng cao vieäc phaùt trieån phaàn meàm, duøng maùy tính caù nhaân laäp trình. Ñeán naêm 1985 ñaõ thaønh laäp maïng PLC. Rieâng nöôùc ta saép tôùi ñaây haønh raøo thueá quan khu vöïc ñöôïc loaïi boû, kinh teá môû cöûa hôïp taùc vôùi nöôùc ngoaøi. Tröôùc tình hình ñoù, neàn coâng nghieäp seõ gaëp khoâng ít khoù khaên do coøn nhieàu daây chuyeàn coù coâng ngheä laïc haäu. Ñeå coù choå ñöùng vaø theá maïnh treân thöông tröôøng, nhaø nöôùc ñaõ ñaëc bieät chuù troïng ñeán öùng duïng vaø phaùt trieån töï ñoäng trong saûn xuaát, nhaèm naâng cao naêng suaát, chaát löôïng saûn phaåm vaø haï giaù thaønh. Moät trong nhöõng phöông aùn toát nhaát vaø ñöôïc söû duïng roäng hieän nay laø thay theá nhöõng heä thoáng ñoù baèng boä ñieáu khieån PLC. Ñeå phaùt trieån maïnh hôn nöõa, nhieäm vuï ñaët ra haøng ñaàu laø ñaøo taïo nhöõng chuyeân gia veà töï ñoäng ñieàu khieån noùi chung vaø veà PLC noùi rieâng. Laø moät kyõ sö ñieän coâng nghieäp, coâng vieäc seõ gaén lieàn vôùi ñieàu khieån, vaän haønh heä thoáng saûn xuaát. Nhö vaäy, nhöõng hieåu bieát veà PLC seõ taïo nhieàu thuaän lôïi ñeå laøm vieäc toát hôn. Khi ñang coøn ngoài treân gheá nhaø tröôøng, vieäc tìm hieåu, nghieân cöùu ñeå naém vöõng phöông phaùp laäp trình treân boä PLC raát coù yù nghóa vaø laø ñieàu kieän toát nhaát hoïc hoûi, tích luõy kinh nghieäm. II. Giôùi haïn ñeà taøi Do haïn cheá veà thôøi gian, taøi lieäu tham khaûo vaø nhieàu ñieàu kieän khaùch quan khaùc nhau, neân ñeà taøi chæ nghieân cöùu nhöõng noäi dung sau : ƒ Thieát laäp löu ñoà ñieàu khieån. ƒ Laäp trình ñieàu khieån treân boä PLC cuûa SIMATIC S7-200 CPU 214. ƒ Xaây döïng moâ hình ñieàu khieån. ƒ Keát noái PLC vôùi moâ hình. Nhöng noäi dung troïng taâm vaãn laø phaàn laäp trình. SVTH: LE THAØNH TAÂM 1 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP III. GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT Muïc ñích nghieân cöùu Qua thôøi gian daøi nghieân cöùu lyù thuyeát veà PLC cuõng nhö taäp leänh cuûa SIMATIC S7-200, baûn thaân nhaän thaáy caàn hoïc hoûi nhieàu hôn nöõa veà phöông phaùp leänh trình, cuõng nhö kinh nghieäm khaéc phuïc söï coá khi chaïy chöông trình. Vôùi ñeà taøi toát nghieäp naøy laø ñieàu kieän toát nhaát seõ giuùp ích raát nhieàu trong quaù trình hoïc hoûi ñoù. Muïc ñích nghieân cöùu chæ ñeå laøm quen vôùi thöïc teá, thaáy ñöôïc moái quan heä giöõa lyù thuyeáùt vaø thöïc tieãn.”Laäp trình PLC ñieàu khieån maùy baùn nöôùc töï ñoäng” ñieàu quan troïng caàn ruùt ra ñöôïc sau quaù trình thöïc hieän laø caùch thöùc vaø trình töï giaûi quyeát moät vaán ñeà ñöôïc ñaët ra tröôùc baèng phöông phaùp laäp trình vaø thaáy ñöôïc khaû naêng öùng duïng cuûa PLC trong coâng nghieäp. SVTH: LE THAØNH TAÂM 2 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT CHÖÔNG II GIÔÙI THIEÄU BOÄ PLC CUÛA SIMATIC S7-200 I. Toång quaùt veà PLC 1. Giôùi thieäu PLC PLC vieát taét cuûa Programmable Logic Controller , laø thieát bò ñieàu khieån laäp trình ñöôïc (khaû trình) cho pheùp thöïc hieän linh hoaït caùc thuaät toaùn ñieàu khieån logic thoâng qua moät ngoân ngöõ laäp trình. Ngöôøi söû duïng coù theå laäp trình ñeå thöïc hieän moät loaït trình töï caùc söï kieän. Caùc söï kieän naøy ñöôïc kích hoaït bôûi taùc nhaân kích thích (ngoõ vaøo) taùc ñoäng vaøo PLC hoaëc qua caùc hoaït ñoäng coù treã nhö thôøi gian ñònh thì hay caùc söï kieän ñöôïc ñeám. Moät khi söï kieän ñöôïc kích hoaït thaät söï, noù baät ON hay OFF thieát bò ñieàu khieån beân ngoaøi ñöôïc goïi laø thieát bò vaät lyù. Moät boä ñieàu khieån laäp trình seõ lieân tuïc “laëp” trong chöông trình do “ngöôøi söû duïng laäp ra” chôø tín hieäu ôû ngoõ vaøo vaø xuaát tín hieäu ôû ngoõ ra taïi caùc thôøi ñieåm ñaõ laäp trình. Ñeå khaéc phuïc nhöõng nhöôïc ñieåm cuûa boä ñieàu khieån duøng daây noái ( boä ñieàu khieån baèng Relay) ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ra boä PLC nhaèm thoûa maõn caùc yeâu caàu sau : ♦ Laäp trình deå daøng , ngoân ngöõ laäp trình deå hoïc . ♦ Goïn nheï, deå daøng baûo quaûn , söûa chöõa. ♦ Dung löôïng boä nhôù lôùn ñeå coù theå chöùa ñöôïc nhöõng chöông trình phöùc taïp . ♦ Hoaøn toaøn tin caäy trog moâi tröôøng coâng nghieäp . ♦ Giao tieáp ñöôïc vôùi caùc thieát bò thoâng minh khaùc nhö : maùy tính , noái maïng , caùc moâi Modul môû roäng. ♦ Giaù caû caù theå caïnh tranh ñöôïc. Caùc thieát keá ñaàu tieân laø nhaèm thay theá cho caùc phaàn cöùng Relay daây noái vaø caùc Logic thôøi gian .Tuy nhieân ,beân caïnh ñoù vieäc ñoøi hoûi taêng cöôøng dung löôïng nhôù vaø tính deå daøng cho PLC maø vaãn baûo ñaûm toác ñoä xöû lyù cuõng nhö giaù caû … Chính ñieàu naøy ñaõ gaây ra söï quan taâm saâu saéc ñeán vieäc söû duïng PLC trong coâng nghieäp . Caùc taäp leänh nhanh choùng ñi töø caùc leänh logic ñôn giaûn ñeán caùc leänh ñeám , ñònh thôøi , thanh ghi dòch … sau ñoù laø caùc chöùc naêng laøm toaùn treân caùc maùy lôùùn … Söï phaùt trieån caùc maùy tính daãn ñeán caùc boä PLC coù dung löôïng lôùn , soá löôïng I / O nhieàu hôn. Trong PLC, phaàn cöùng CPU vaø chöông trình laø ñôn vò cô baûn cho quaù trình ñieàu khieån hoaëc xöû lyù heä thoáng. Chöùc naêng maø boä ñieàu khieån caàn thöïc hieän seõ ñöôïc xaùc ñònh bôûi moät chöông trình . Chöông trình naøy ñöôïc naïp saün vaøo boä nhôù cuûa PLC, PLC seõ thöïc hieän vieâïc ñieàu khieåûn döïa vaøo chöông trình naøy. Nhö vaäy neáu muoán thay ñoåi hay môû roäng chöùc naêng cuûa qui trình coâng ngheä , ta chæ caàn thay ñoåi chöông trình beân trong boä nhôù cuûa PLC . Vieäc thay ñoåi hay môû roäng chöùc naêng seõ ñöôïc thöïc hieän moät caùch deå daøng maø khoâng caàn moät söï can thieäp vaät lyù naøo so vôùi caùc boä daây noái hay Relay . SVTH: LE THAØNH TAÂM 3 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT 2. Caáu truùc , nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa PLC a. Caáu truùc Taát caû caùc PLC ñeàu coù thaønh phaàn chính laø : Moät boä nhôù chöông trình RAM beân trong ( coù theå môû roäng theâm moät soá boä nhôù ngoaøi EPROM ). Moät boä vi xöû lyù coù coång giao tieáp duøng cho vieäc gheùp noái vôùi PLC . Caùc Modul vaøo /ra. Beân caïnh ñoù, moät boä PLC hoaøn chænh coøn ñi keøm theâm moâït ñôn vò laäp trình baèng tay hay baèng maùy tính. Haàu heát caùc ñôn vò laäp trình ñôn giaûn ñeàu coù ñuû RAM ñeå chöùa ñöïng chöông trình döôùi daïng hoaøn thieän hay boå sung . Neáu ñôn vò laäp trình laø ñôn vò xaùch tay , RAM thöôøng laø loaïi CMOS coù pin döï phoøng, chæ khi naøo chöông trình ñaõ ñöôïc kieåm tra vaø saún saøng söû duïng thì noù môùi truyeàn sang boä nhôù PLC . Ñoái vôùi caùc PLC lôùn thöôøng laäp trình treân maùy tính nhaèm hoå trôï cho vieäc vieát, ñoïc vaø kieåm tra chöông trình . Caùc ñôn vò laäp trình noái vôùi PLC qua coång RS232, RS422, RS458, … b. Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa PLC ™ Ñôn vò xöû lyù trung taâm CPU ñieàu khieån caùc hoaït ñoäng beân trong PLC. Boä xöû lyù seõ ñoïc vaø kieåm tra chöông trình ñöôïc chöùa trong boä nhôù, sau ñoù seõ thöïc hieän thöù töï töøng leänh trong chöông trình , seõ ñoùng hay ngaét caùc ñaàu ra. Caùc traïng thaùi ngoõ ra aáy ñöôïc phaùt tôùi caùc thieát bò lieân keát ñeå thöïc thi. Vaø toaøn boä caùc hoaït ñoäng thöïc thi ñoù ñeàu phuï thuoäc vaøo chöông trình ñieàu khieån ñöôïc giöõ trong boä nhôù. ™ Heä thoáng bus song : Heä thoáng Bus laø tuyeán duøng ñeå truyeàn tín hieäu, heä thoáng goàm nhieàu ñöôøng tín hieäu song Address Bus : Bus ñòa chæ duøng ñeå truyeàn ñòa chæ ñeán caùc Modul khaùc nhau. Data Bus : Bus duøng ñeå truyeàn döõ lieäu. Control Bus : Bus ñieàu khieån duøng ñeå truyeàn caùc tín hieäu ñònh thì vaø ñieåu khieån ñoàng boä caùc hoaït ñoäng trong PLC . Trong PLC caùc soá lieäu ñöôïc trao ñoåi giöõa boä vi xöû lyù vaø caùc modul vaøo ra thoâng qua Data Bus. Address Bus vaø Data Bus goàm 8 ñöôøng, ôû cuøng thôøi ñieåm cho pheùp truyeàn 8 bit cuûa 1 byte moät caùch ñoàng thôøi hay song song. Neáu moâït modul ñaàu vaøo nhaän ñöôïc ñòa chæ cuûa noù treân Address Bus , noù seõ chuyeån taát caû traïnh thaùi ñaàu vaøo cuûa noù vaøo Data Bus. Neáu moät ñòa chæ byte cuûa 8 ñaàu ra xuaát hieän treân Address Bus, modul ñaàu ra töông öùng seõ nhaän ñöôïc döõ lieäu töø Data bus. Control Bus seõ chuyeån caùc tín hieäu ñieàu khieån vaøo theo doõi chu trình hoaït ñoäng cuûa PLC . Caùc ñòa chæ vaø soá lieäu ñöôïc chuyeån leân caùc Bus töông öùng trong moät thôøi gian haïn cheá. Heâï thoáng Bus seõ laøm nhieäm vuï trao ñoåi thoâng tin giöõa CPU, boä nhôù vaø I/O . Beân caïch ñoù, CPU ñöôïc cung caáp moät xung Clock coù taàn soá töø 1÷8 MHZ. Xung naøy quyeát ñònh toác ñoä hoaït ñoäng cuûa PLC vaø cung caáp caùc yeáu toá veà ñònh thôøi, ñoàng hoà cuûa heä thoáng. SVTH: LE THAØNH TAÂM 4 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT ™ Boä nhôù PLC thöôøng yeâu caàu boä nhôù trong caùc tröôøng hôïp : Laøm boä ñònh thôøi cho caùc keânh traïng thaùi I/O. Laøm boä ñeäm traïng thaùi caùc chöùc naêng trong PLC nhö ñònh thôøi, ñeám, ghi caùc Relay. Moãi leänh cuûa chöông trình coù moät vò trí rieâng trong boä nhôù, taát caû moïi vò trí trong boä nhôù ñeàu ñöôïc ñaùnh soá, nhöõng soá naøy chính laø ñòa chæ trong boä nhôù . Ñòa chæ cuûa töøng oâ nhôù seõ ñöôïc troû ñeán bôûi moät boä ñeám ñòa chæ ôû beân trong boä vi xöû lyù. Boä vi xöû lyù seõ giaù trò trong boä ñeám naøy leân moät tröôùc khi xöû lyù leänh tieáp theo . Vôùi moät ñòa chæ môùi , noäi dung cuûa oâ nhôù töông öùng seõ xuaát hieän ôû ñaáu ra, quaù trình naøy ñöôïc goïi laø quaù trình ñoïc . Boä nhôù beân trong PLC ñöôïc taïo bôõi caùc vi maïch baùn daãn, moãi vi maïch naøy coù khaû naêng chöùa 2000 ÷ 16000 doøng leänh , tuøy theo loaïi vi maïch. Trong PLC caùc boä nhôù nhö RAM, EPROM ñeàu ñöôïc söû duïng . RAM (Random Access Memory ) coù theå naïp chöông trình, thay ñoåi hay xoùa boû noäi dung baát kyø luùc naøo. Noäi dung cuûa RAM seõ bò maát neáu nguoàn ñieän nuoâi bò maát . Ñeå traùnh tình traïng naøy caùc PLC ñeàu ñöôïc trang bò moät pin khoâ, coù khaû naêng cung caáp naêng löôïng döï tröõ cho RAM töø vaøi thaùng ñeán vaøi naêm. Trong thöïc teá RAM ñöôïc duøng ñeå khôûi taïo vaø kieåm tra chöông trình. Khuynh höôùng hieän nay duøng CMOSRAM nhôø khaû naêng tieâu thuï thaáp vaø tuoåi thoï lôùn . EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) laø boä nhôù maø ngöôøi söû duïng bình thöôøng chæ coù theå ñoïc chöù khoâng ghi noäi dung vaøo ñöôïc . Noäi dung cuûa EPROM khoâng bò maát khi maát nguoàn , noù ñöôïc gaén saün trong maùy , ñaõ ñöôïc nhaø saûn xuaát naïp vaø chöùa heä ñieàu haønh saün. Neáu ngöôøi söû duïng khoâng muoán môû roäng boä nhôù thì chæ duøng theâm EPROM gaén beân trong PLC . Treân PG (Programer) coù saün choå ghi vaø xoùa EPROM. Moâi tröôøng ghi döõ lieäu thöù ba laø ñóa cöùng hoaïc ñóa meàm, ñöôïc söû duïng trong maùy laäp trình . Ñóa cöùng hoaêïc ñóa meàm coù dung löôïng lôùn neân thöôøng ñöôïc duøng ñeå löu nhöõng chöông trình lôùn trong moät thôøi gian daøi . Kích thöôùc boä nhôù : ♦ Caùc PLC loaïi nhoû coù theå chöùa töø 300 ÷1000 doøng leänh tuøy vaøo coâng ngheä cheá taïo . ♦ Caùc PLC loaïi lôùn coù kích thöôùc töø 1K ÷ 16K, coù khaû naêng chöùa töø 2000 ÷16000 doøng leänh. Ngoaøi ra coøn cho pheùp gaén theâm boä nhôù môû roäng nhö RAM , EPROM. ™ Caùc ngoû vaøo ra I / O Caùc ñöôøng tín hieäu töø boä caûm bieán ñöôïc noái vaøo caùc modul ( caùc ñaàu vaøo cuûa PLC ) , caùc cô caáu chaáp haønh ñöôïc noái vôùi caùc modul ra ( caùc ñaàu ra cuûa PLC ) . Haàu heát caùc PLC coù ñieän aùp hoaït ñoäng beân trong laø 5V , tín hieâïu xöû lyù laø 12/24VDC hoaëc 100/240VAC. Moãi ñôn vò I / O coù duy nhaát moät ñòa chæ, caùc hieån thò traïng thaùi cuûa caùc keânh I / O ñöôïc cung caáp bôõi caùc ñeøn LED treân PLC , ñieàu naøy laøm cho vieäc kieåm tra hoaït ñoäng nhaäp xuaát trôû neân deå daøng vaø ñôn giaûn . SVTH: LE THAØNH TAÂM 5 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT Boä xöû lyù ñoïc vaø xaùc ñònh caùc traïng thaùi ñaàu vaøo (ON,OFF) ñeå thöïc hieän vieäc ñoùng hay ngaét maïch ôû ñaàu ra . 3. Caùc hoaït ñoäng xöû lyù beân trong PLC a. Xöû lyù chöông trình Khi moät chöông trình ñaõ ñöôïc naïp vaøo boä nhôù cuûa PLC , caùc leänh seõ ñöôïc trong moät vuøng ñòa chæ rieâng leû trong boä nhôù . PLC coù boä ñeám ñòa chæ ôû beân trong vi xöû lyù, vì vaäy chöông trình ôû beân trong boä nhôù seõ ñöôïc boä vi xöû lyù thöïc hieän moät caùch tuaàn töï töøng leänh moät, töø ñaàu cho ñeán cuoái chöông trình . Moãi laàn thöïc hieän chöông trình töø ñaàu ñeán cuoái ñöôïc goïi laø moät chu kyø thöïc hieän. Thôøi gian thöïc hieän moät chu kyø tuøy thuoäc vaøo toác ñoä xöû lyù cuûa PLC vaø ñoä lôùn cuûa chöông trình. Moät chu lyø thöïc hieän bao goàm ba giai ñoaïn noái tieáp nhau : ♦ Ñaàu tieân, boä xöû lyù ñoïc traïng thaùi cuûa taát caû ñaàu vaøo. Phaàn chöông trình phuïc vuï coâng vieäc naøy coù saün trong PLC vaø ñöôïc goïi laø heä ñieàu haønh . ♦ Tieáp theo, boä xöû lyù seõ ñoïc vaø xöû lyù tuaàn töï leänh moät trong chöông trình. Trong ghi ñoïc vaø xöû lyù caùc leänh, boä vi xöû lyù seõ ñoïc tín hieäu caùc ñaàu vaøo, thöïc hieän caùc pheùp toaùn logic vaø keát quaû sau ñoù seõ xaùc ñònh traïng thaùi cuûa caùc ñaàu ra. ♦ Cuoái cuøng, boä vi xöû lyù seõ gaùn caùc traïng thaùi môùi cho caùc ñaàu ra taïi caùc modul ñaàu ra. b. Xöû lyù xuaát nhaäp Goàm hai phöông phaùp khaùc nhau duøng cho vieäc xöû lyù I / O trong PLC : ™ Caäp nhaät lieân tuïc Ñieàu nay ñoøi hoûi CPU queùt caùc leänh ngoû vaøo (maø chuùng xuaát hieän trong chöông trình ), khoaûng thôøi gian Delay ñöôïc xaây döïng beân trong ñeå chaéc chaén raèng chæ coù nhöõng tín hieäu hôïp lyù môùi ñöôïc ñoïc vaøo trong boä nhôù vi xöû lyù. Caùc leänh ngoû ra ñöôïc laáùy tröïc tieáp tôùi caùc thieát bò. Theo hoaït ñoäng logic cuûa chöông trình , khi leänh OUT ñöôïc thöïc hieän thì caùc ngoû ra caøi laïi vaøo ñôn vò I / O, vì theá neân chuùng vaãn giöõ ñöôïc traïng thaùi cho tôùi khi laàn caäp nhaät keá tieáp. ™ Chuïc aûnh quaù trình xuaát nhaäp Haàu heát caùc PLC loaïi lôn coù theå coù vaøi traêm I / O, vì theá CPU chæ coù theå xöû lyù moät leänh ôû moät thôøi ñieåm . Trong suoát quaù trình thöïc thi, traïng thaùi moãi ngoõ nhaäp phaûi ñöôïc xeùt ñeán rieâng leû nhaèm doø tìm caùc taùc ñoäng cuûa noù trong chöông trình. Do chuùng ta yeâu caàu relay 3ms cho moãi ngoõ vaøo, neân toång thôøi gian cho heä thoáng laáy maãu lieân tuïc trôû neân raát daøi vaø taêng theo soá ngoõ vaøo. Ñeå laøm taêng toác ñoä thöïc thi chöông trình, caùc ngoõ I / O ñöôïc caäp nhaät tôùi moät vuøng ñaëc bieät trong chöông trình. ÔÛ ñaây, vuøng RAM ñaëc bieät naøy ñöôïc duøng nhö moät boä ñeäm löu traïng thaùi caùc logic ñieàu khieån vaø caùc ñôn vò I / O. Moãi ngoõ vaøo ra ñeàu coù moät ñòa chæ I / O RAM naøy. Suoát quaù trình copy taát caû caùc traïng thaùi vaøo trong I / O RAM. Quaù trình naøy xaûy ra ôû moät chu kyø chöông trình (töø Start ñeán End ). Thôøi gian caäp nhaät taát caû caùc ngoõ vaøo ra phuï thuoäc vaøo toång soá I/O ñöôïc copy tieâu bieåu laø vaøi ms. Thôøi gian thöïc thi chöông trình phuï thuoäc vaøo chieàu daøi chöông trình ñieàu khieån töông öùng moãi leänh maát khoaûng töø 1÷10 μs. SVTH: LE THAØNH TAÂM 6 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP II. GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT PLC SIMATIC S7-200 CPU 214 1. Caáu truùc phaàn cöùng cuûa CPU 214 S7-200 laø thieát bò ñieàu khieån logic khaû trình loaïi nhoû cuûa Haõng SIEMNS (CHLB Ñöùc) coù caáu truùc theo kieåu Modul vaø coù caùc modul môû roäng. Caùc modul naøy ñöôïc söû duïng cho nhieàu öùng duïng laäp trình khaùc nhau. Thaønh phaàn cô baûn cuûa S7-200 laø khoái vi xöû lyù CPU-214. ♦ CPU-214 bao goàm 14 ngoõ vaøo vaø 10 ngoõ ra, coù khaû naêng theâm 7 modul môû roäng. ♦ 2.048 töø ñôn (4 Kbyte) thuoäc mieàn nhôù ñoïc / ghi non-volatile ñeå löu chöông trình (vuøng nhôù coù giao dieän vôùi EEPROM). ♦ 2.048 töø ñôn (4 Kbyte) thuoäc kieåu ñoïc ghi ñeå löu döõ lieäu, trong ñoù 512 töø ñaàu thuoäc mieàn non-volatile. ♦ Toång soá ngoõ vaøo / ra cöïc ñaïi laø 64 ngoõ vaøo vaø 64 ngoõ ra. ♦ 128 Timer chia laøm 3 loaïi theo ñoä phaân giaûi khaùc nhau: 4 Timer 1ms, 16 Timer 10ms vaø 108 Timer 100ms. ♦ 128 boä ñeám chia laøm 2 loaïi: chæ ñeám tieán vaø vöøa ñeám tieán vöøa ñeám luøi. ♦ 688 bít nhôù ñaëc bieät duøng ñeå thoâng baùo traïng thaùi vaø ñaët cheá ñoä laøm vieäc. ♦ Caùc cheá ñoä xöû lyù ngaét goàm: ngaét truyeàn thoâng, ngaét theo söôøn leân hoaëc xuoáng, ngaét thôøi gian, ngaét cuûa boä ñeám toác ñoä cao vaø ngaét truyeàn xung. ♦ 3 boä ñeám toác ñoä cao vôùi nhòp 2Khz vaø 7 Khz. ♦ 2 boä phaùt xung nhanh cho daõy xung kieåu PTO hoaëc kieåu PWM. ♦ 2 boä ñieàu chænh töông töï ♦ Toaøn boä vuøng nhôù khoâng bò maát döõ lieäu trong khoaûng thôøi gian 190 giôø keå töø khi PLC bò maát nguoàn cung caáp. Caùc ñeøn baùo treân S7-200 CPU214 ♦ SF (ñeøn ñoû): Ñeøn ñoû SF baùo hieäu heä thoáng bò hoûng. ♦ RUN (ñeøn xanh): Ñeøn xanh RUN chæ ñònh PLC ñang ôû cheá ñoä laøm vieäc vaø thöïc hieän chöông trình ñöôïc naïp vaøo trong maùy. ♦ STOP (ñeøn vaøng): Ñeøn vaøng STOP chæ ñònh raèng PLC ñang ôû cheá ñoä döøng chöông trình vaø ñang thöïc hieän laïi. ™ Coång vaøo ra ♦ Ix.x (ñeøn xanh): Ñeøn xanh ôû coång vaøo baùo hieäu traïng thaùi töùc thôøi cuûa coång Ix.x. Ñeøn naøy baùo hieäu traïng thaùi cuûa tín hieäu theo giaù trò Logic cuûa coâng taéc. ♦ Qx.x (ñeøn xanh): Ñeøn xanh ôû coång ra baùo hieäu traïng thaùi töùc thôøi cuûa coång Qx.x. Ñeøn naøy baùo hieäu traïng thaùi cuûa tín hieäu theo giaù trò logic cuûa coång. SVTH: LE THAØNH TAÂM 7 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT ™ Cheá ñoä laøm vieäc PLC coù 3 cheá ñoä laøm vieäc: ♦ RUN: cho pheùp PLC thöïc hieän chöông trình töøng boä nhôù, PLC seõ chuyeån töø RUN sang STOP neáu trong maùy coù söï coá hoaëc trong chöông trình gaëp leänh STOP. ♦ STOP: Cöôûng böùc PLC döøng chöông trình ñang chaïy vaø chuyeån sang cheá ñoä STOP. ♦ TERM: Cho pheùp maùy laäp trình töï quyeát ñònh cheá ñoä hoaït ñoäng cho PLC hoaëc RUN hoaëc STOP. ™ Coång truyeàn thoâng S7-200 söû duïng coång truyeàn thoâng noái tieáp RS485 vôùi phích noái 9 chaân ñeå phuïc vuï cho vieäc gheùp noái vôùi thieát bò laäp trình hoaëc vôùi caùc traïm PLC khaùc. Toác ñoä truyeàn cho maùy laäp trình kieåu PPI laø 9600 baud. Toác ñoä truyeàn cung caáp cuûa PLC theo kieåu töï do laø 300 ÷38.400 baud. Ñeå gheùp noái S7-200 vôùi maùy laäp trình PG702 hoaëc caùc loaïi maùy laäp trình thuoäc hoï PG7xx coù theå duøng moät caùp noái thaúng MPI. Caùp 1ñoù ñi keøm vôùi maùy laäp trình. Gheùp noái S7-200 vôùi maùy tính PC qua coång RS232 caàn coù caùp noái PC / PPI vôùi boä chuyeån ñoåi RS232 / RS485. Chaân 3 2 1 ····· ···· 5 4 9 8 7 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Giaûi thích Ñaát 24 VDC Truyeàn vaø nhaän döõ lieäu Khoâng söû duïng Ñaát 5 VDC (ñieän trôû trong 100Ω) 24 VDC (120 mA toái ña) Truyeàn vaø nhaän döõ lieäu Khoâng söû duïng 2. Caáu truùc boä nhôù Boä nhôù S7-200 ñöôïc chia thaønh 4 vuøng vôùi 1 tuï coù nhieäm vuï duy trì döõ lieäu trong moät khoaûng thôøi gian nhaát ñònh khi maát nguoàn. Boä nhôù S7-200 coù tính naêng ñoäng cao, ñoïc, ghi ñöôïc trong toaøn vuøng, loaïi tröø caùc bit nhôù ñaëc bieät SM (Special memory) chæ coù theå truy nhaäp ñeå ñoï EEPROM Tuï Chöông trình Tham soá SVTH: LE THAØNH TAÂM Chöông trình Tham soá MIEÀN NHÔÙ NGOAØI Chöông trình Tham soá 8 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT Döõ lieäu Vuøng ñoái töôïng Döõ lieäu Döõ lieäu ♦ Vuøng chöông trình Laø nguoàn nhôø ñöôïc söû duïng ñeå löu giöõ caùc leänh chöông trình. Vuøng naøy thuoäc kieåu nonvolatile ñoïc / ghi ñöôïc. ♦ Vuøng tham soá Laø mieàn löu giöõ caùc tham soá nhö: töø khoùa, ñòa chæ traïm, … cuõng gioáng nhö vuøng chöông trình, thuoäc kieåu non-volatile ñoïc / ghi ñöôïc. ♦ Vuøng döõ lieäu Laø mieàn nhôù ñoäng ñöôïc söû duïng ñeå caát giöõ caùc döõ lieäu cuûa chöông trình. Noù coù theå ñöôïc truy caäp theo töøng bít, töøng byte, töøng töø ñôn (W-Word) hoaëc theo töø keùp (DW_ Double Word), vuøng döõ lieäu ñöôïc chia thaønh nhöõng mieàn nhôù nhoû vôùi caùc coâng duïng khaùc nhau. Chuùng ñöôïc kyù hieäu baèng chöõ caùi ñaàu theo töø tieáng Anh, ñaëc tröng cho coâng duïng rieâng cuûa chuùng nhö sau: V : Variable Memory. I : Input image register. O : Output image regiter. M : Internal Memory bits. SM : Special Memory bits. Taát caû caùc mieàn naøy ñeàu coù theå truy nhaäp theo töøng bít, töøng byte, töøng töø (word) hoaëc töø keùp (double word). ♦ Vuøng ñoái töôïng Bao goàm caùc thanh ghi Timer, boä ñeám toác ñoä cao, boä ñeäm vaøo ra, thanh ghi AC. Vuøng naøy khoâng thuoäc kieåu Non-Volatile nhöng ñoïc / ghi ñöôïc . 3. Môû roäng coång vaøo ra CPU 214 cho pheùp môû roäng nhieàu nhaát 7 Modul. Caùc modul môû roäng töông töï vaø coù theå môû roäng coång vaøo cuûa PLC baèng caùch gheùp noái theâm vaøo noù caùc modul môû roäng veà phía beân phaûi cuûa CPU, laøm thaønh moät moùc xích . Ñòa chæ cuûa caùc vò trí cuûa caùc modul ñöôïc xaùc ñònh cuøng kieåu . Ví duï nhö moät modul coång ra khoâng theå gaùn ñòa chæ cuûa moät modul coång vaøo, cuõng nhö moät modul töông töï khoâng theå coù ñòa chæ nhö moät modul soá vaø ngöôïc laïi . Caùc modul môû roäng soá hay töông töï ñeàu chieám choå trong boä ñeäm, töông töï vôùi soá ñaàu vaøo/ra cuûa modul . Sau ñaây laø ñòa chæ cuûa moät soá modul môû roäng treân CPU214 CPU214 SVTH: LE THAØNH TAÂM Modul 0 Modul 1 Modul 2 Modu3 Modul 4 4vaøo/4a 8 vaøo 3vaøo/1a 8 ra 3vaøo/1a 9 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT Analog I0.0 Q0.0 I2.0 I3.0 AIW 0 Q3.0 AIW8 I0.1 Q0.1 I2.1 I3.1 AIW 2 Q3.1 AIW12 I0.2 Q0.2 I2.2 I3.2 AIW 4 Q3.2 AQW 4 I0.3 Q0.3 I2.3 I3.3 Q3.3 I0.4 Q0.4 Q2.0 I3.4 Q3.4 I0.5 Q0.5 Q2.1 I3.5 I0.6 Q0.6 Q2.2 I3.6 Q3.6 I0.7 Q0.7 Q2.3 I3.7 Q3.7 I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 AQW 0 Q3.5 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5 4. Caáu truùc chöông trình cuûa S7-200 Coù theå ñöôïc laäp trình cho PLC S7-200 baèng caùch söû duïng moät trong caùc phaàn meàm : Step 7 – Micro / Dos Step 7 – Micro / Win Nhöõng phaàn meàm naøy ñeàu coù theå caøi ñaët ñöôïc treân caùc maùy laäp trình hoï PG 7xx vaø caùc maùy tính caù nhaân. Caùc chöông trình cho S7-200 phaûi coù caáu truùc bao goàm chöông trình chính (main program) vaø sau ñoù ñeán caùc chöông trình con vaø caùc chöông trình xöû lyù ngaét. Chöông trình chính ñöôïc keát thuùc baèng leänh keát thuùc chöông trình (MEND). Chöông trình con laø moät boä phaän cuûa chöông trình, caùc chöông trình phaûi ñöôïc vieát sau leänh keát thuùc chöông trình ñoù laø leänh MEND. Caùc chöông trình xöû lyù ngaét cuõng laø moät boä phaän cuûa chöông trình. Neáu caàn söû duïng phaûi vieát sau leänh keát thuùc chöông trình chính (MEND). Caùc chöông trình ñöôïc nhoùm laïi thaønh moät nhoùm ngay sau chöông trình chính, sau ñoù ñeán caùc chöông trình xöû lyù ngaét. Cuõng coù theå do troän laãn caùc chöông trình con vaø chöông trình xöû lyù ngaét ôû sau chöông trình chính SVTH: LE THAØNH TAÂM 10 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT Main program MEND Thöïc hieän trong voøng queùt SBRO Chöông trình con thöù nhaát RET Thöïc hieän khi chöông trình chính goïi SBRn Chöông trình thöù n+1 RET INT 0 Chöông trình xöû lyù ngaét thöù nhaát RET I INT n Chöông trình xöû lyù ngaét thöù n+1 RET I 5. Thöïc hieän chöông trình cuûa S7-200 PLC thöïc hieän chöông trình theo chu kyø laëp. Moãi voøng laëp ñöôïc goïi laø voøng queùt (scan). Moãi voøng queùt ñöôïc baét ñaàu baèng giai ñoaïn ñoïc caùc döõ lieäu töø caùc coång vaøo vuøng boä ñeäm aûo, tieáp theo laø giai ñoaïn thöïc hieän chöông trình. Trong töøng voøng queùt, chöông trình ñöôïc thöïc hieän baèng leänh ñaàu tieân vaø keát thuùc taïi leänh keát thuùc MEND. Sau giai ñoaïn thöïc hieän chöông trình laø giai ñoaïn truyeàn thoâng noäi boä vaø kieåm loãi. Voøng queùt ñöôïc keát thuùc baèng giai ñoaïn chuyeån caùc noäi dung cuûa boä ñeäm aûo tôùi caùc coång ra. 4. Chuyeån döõ lieäu töø boä ñeäm aûora ngoaïi vi . 3. Truyeàn thoâng vaø töï kieåm tra loãi 1. Nhaäp döõ lieäu töø ngoaïi vi vaøo 2.Thöïc hieän chöông trình Nhö vaäy taïi thôøi ñieåm thöïc hieän leänh vaøo / ra thoâng thöôøng leänh khoâng laøm vieäc tröïc tieáp coång vaøo ra maø chæ thoâng qua boä ñeäm aûo cuûa coång trong vuøng nhôù tham soá. Vieäc truyeàn thoâng giöõa boä ñeäm aûo vôùi ngoaïi vi trong caùc giai ñoaïn (1) vaø (4) do CPU quaûn lyù. Khi gaëp leänh vaøo / ra ngay laäp töùc heä thoáng seõ cho döøng moïi coâng vieäc khaùc, ngay caû chöông trình xöû lyù ngaét ñeå thöïc hieän leänh naøy tröïc tieáp vôùi coång vaøo vaø ra. Neáu söû duïng caùc cheá ñoä ngaét chöông trình töông öùng vôùi töøng tín hieäu ngaét ñöôïc soaïn thaûo vaø caøi ñaët nhö moät boä phaän cuûa chöông trình. Chöông trình xöû lyù ngaét chæ ñöôïc thöïc hieän trong voøng queùt khi xuaát hieän tín hieäu baùo ngaét vaø coù theå xaûy ra ôû baát cöù ñieåm naøo trong voøng queùt. 6. Caùc toaùn haïng laäp trình cô baûn Coù 6 phaàn töû laäp trình cô baûn, moãi phaàn töû coù coâng duïng rieâng. Ñeå deã daøng xaùc ñònh thì moãi phaàn töû ñöôïc gaùn cho moä kyù töï: ♦ I : Duøng ñeå chæ ngoõ vaøo vaät lyù noái tröïc tieáp vaøo PLC. SVTH: LE THAØNH TAÂM 11 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT ♦ Q : Duøng ñeå chæ ngoõ ra vaät lyù noái tröïc tieáp töø PLC. ♦ T : Duøng ñeå xaùc ñònh phaàn töû ñònh thôøi coù trong PLC. ♦ C : Duøng ñeå xaùc ñònh phaàn töû ñeám coù trong PLC. ♦ M vaø S : Duøng nhö caùc côø hoaït ñoäng nhö beân trong PLC. Taát caû caùc phaàn töû (toaùn haïng) treân coù hai traïng thaùi ON hoaëc OFF (1 hoaëc 0). Cuoän daây coù theå ñöôïc duøng ñeå ñieàu khieån tröïc tieáp ngoõ ra töø PLC (nhö phaàn töû Q) hoaëc coù theå ñieàu khieån boä ñònh thì, boä ñeám hoaëc côø (nhö phaàn töû M, S). Moãi cuoäc daây ñöôïc gaén vôùi caùc coâng taéc. Caùc coâng taéc naøy coù theå laø thöôøng môû hoaëc thöôøng ñoùng. Caùc ngoõ vaøo vaät lyù noái ñeán boä ñieàu khieån laäp trình (phaàn töû I) khoâng coù cuoän daây ñeå laäp trình. Caùc phaàn töû naøy chæ coù theå duøng ôû daïng caùc coâng taéc maø thoâi (loaïi thöôøng ñoùng vaø thöôøng môû). III. NGOÂN NGÖÕ LAÄP TRÌNH CUÛA S7-200 CPU 214 1. Phöông phaùp laäp trình S7-200 bieåu dieãn moät maïch logic cöùng baèng moät daõy caùc leänh laäp trình. Chöông trình bao goàm moät daõy caùc taäp leänh. S7-200 thöïc hieän chöông trình baét ñaàu töø leänh laäp trình ñaàu tieân vaø keát thuùc ôû laäp trình cuoái trong moät voøng queùt (scan). Moät voøng queùt (scan cyele) ñöôïc baét ñaàu baèng moät vieäc ñoïc traïng thaùi cuûa ñaàu vaøo, vaø sau ñoù thöïc hieän chöông trình. Voøng queùt keát thuùc baèng vieäc thay ñoåi traïng thaùi ñaàu ra. Tröôùc khi baét ñaàu moät voøng queùt tieáp theo S7-200 thöïc thi caùc nhieäm vuï beân trong vaø nhieäm vuï truyeàn thoâng. Chu trình thöïc hieän chöông trình laø chu trình laëp. Caùch laäp trình cho S7-200 noùi rieâng vaø cho caùc PLC noùi chung döïa treân hai phöông phaùp cô baûn. Phöông phaùp hình thang (Ladder, vieát taét laø LAD) vaø phöông phaùp lieät keâ leänh (Statement list, vieát taét laø STL). Neáu coù moät chöông trình vieát döôùi daïng LAD, thieát bò laäp trình seõ töï doäng taïo ra moät chöông trình theo daïng STL töông öùng. Ngöôïc laïi khoâng phaûi moïi chöông trình vieát döôùi daïng STL ñeàu coù theå chuyeån sang ñöôïc daïng LAD. ™ Phöông phaùp hình thang (LAD): LAD laø moät ngoân ngöõ laäp trình baèng ñoà hoïa, nhöõng thaønh phaàn cô baûn duøng trong LAD töông öùng vôùi caùc thaønh phaàn cuûa baûng ñieàu khieån baèng rô le. Trong chöông trình LAD, caùc phaàn töû cô baûn duøng ñeå bieåu dieãn leänh logic nhö sau: ♦ Tieáp ñieåm: Laø bieåu töôïng (Symbol) moâ taû caùc tieáp ñieåm cuûa rô le Tieáp ñieåm thöôøng môû Tieáp ñieåm thöông ñoùng ♦ Cuoän daây (coil): Laø bieåu töôïng cung caáp cho rô le. ⎯( )⎯ moâ taû rô le ñöôïc maéc theo chieàu doøng ñieän ♦ Hoäp (Box): Laø bieåu töôïng moâ taû caùc haøm khaùc nhau, noù laøm vieäc khi coù doøng ñieän chaïy ñeán hoäp. Nhöõng daïng haøm thöôøng ñöôïc bieåu dieãn baèng hoäp laø caùc boä thôøi gian (Timer), SVTH: LE THAØNH TAÂM 12 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT boä ñeám (counter) vaø caùc haøm toaùn hoïc. Cuoän daây vaø caùc hoäp phaûi maéc ñuùng chieàu doøng ñieän. Maïng LAD: Laø ñöôøng noái caùc phaàn töû thaønh moät maïch hoaøn thieän, ñi töø ñöôøng nguoàn beân traùi sang ñöôøng nguoàn beân phaûi. Ñöôøng nguoàn beân traùi laø daây pha, ñöôøng nguoàn beân phaûi laø daây trung hoøa vaø cuõng laø ñöôøng trôû veà nguoàn cung caáp (thöôøng khoâng ñöôïc theå hieän khi duøng chöông trình tieän duïng STEPT MICRO / DOS hoaëc STEPT – MICRO/WIN. Doøng ñieän chaïy töø traùi qua tieáp ñieåm ñeán ñoùng caùc cuoän daây hoaëc caùc hoäp trôû veà beân phaûi nguoàn. ™ Phöông phaùp lieät keâ leänh (STL): Laø phöông phaùp theå hieän chöông trình döôùi daïng taäp hôïp caùc caâu leänh. Moãi caâu leänh trong chöông trình, keå caû nhöõng leänh hình thöùc bieåu dieãn moät chöùc naêng cuûa PLC. 2. Caùc toaùn haïng vaø giôùi haïn cho pheùp cuûa CPU 214 Phöông phaùp truy nhaäp Truy nhaäp bit (ñòa chæ byte, chæ soá bit) Giôùi haïn cho pheùp cuûa caùc toaùn haïng 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 nhaäp bit T (0 ÷127) C (0 ÷127) VB (0 ÷4.095) IB (0 ÷7) MB (0 ÷31). SMB (0 ÷85) AC (0 ÷3) Haèng soá Truy nhaäp töø ñôn VW (0 ÷4094) T (0 ÷127) C (0 ÷127) IW (0 ÷6) QW (0 ÷6) MW (0 ÷30) SMW (0 ÷84) AC (0 ÷3) AIW (0 ÷30) SVTH: LE THAØNH TAÂM 13 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT AQW (0 ÷30) Haèng soá Truy nhaäp töø keùp VD (0 ÷4092) ID (0 ÷ 4) QD (0 ÷ 4) MD (0 ÷ 28) SMD (0 ÷ 82) AC (0 ÷ 3) HC (0 ÷ 2) Haèng soá. 3. Moät soá leänh cô baûn duøng trong laäp trình 4. 3.1. Caùc leänh vaøo ra * Load (LD): Leänh LD naïp giaù trò logic cuûa moät tieáp ñieåm vaøo trong bít ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp (xem hình a), caùc giaù trò cuõ coøn laïi trong ngaên xeáp bò ñaåy luøi xuoáng moät bít. • Load Not (LDN): Leänh LDN naïp giaù trò logic nghòch ñaûo cuûa moät tieáp ñieåm vaøo trong bít ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp (xem hình b), caùc giaù trò coøn laïi trong ngaèn xeáp bò ñaåy luøi xuoáng moät bít. Tröôùc LD Sau c0 M c1 c0 c2 c1 c3 c2 c4 c3 c5 c4 c6 c5 c7 c6 c8 c7 Bò nñaåleäynra khoûi ngaên xeáp Hình a: Traïng thaùi cuûa ngaên xeáp tröôùc vaø sau khi thöïc hieä h LD Tröôùc SVTH: LE THAØNH TAÂM LDN Sau c0 ∼m c1 c0 c2 c1 14 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT c3 c2 c4 c3 c5 c4 c6 c5 c7 c6 c8 c7 Bò ñaåy ra khoûi ngaên xeáp Hình b: Traïng thaùi cuûa ngaên xeáp tröôùc vaø sau khi thöïc hieän leänh LDN. Caùc daïng khaùc nhau cuûa leänh LD, LDN cho LAD nhö sau: LAD LD LDN LDI n n n LDNI Moâ taû Tieáp ñieåm thöôøng môû seõ ñöôïc ñoùng neáu n = 1. n: I, Q, M, SM, T, C, V (bit) Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng seõ môû khi n = 1. Tieáp ñieåm thöôøng môû seõ ñoùng töùc thôøi khi n = 1 n Toaùn haïng n: I Tieáp ñieåm thöôøng ñoùng seõ môû töùc thôøi khi n = 1 Caùc daïng khaùc nhau cuûa leänh LD, LDN cho STL nhö sau: Leänh LD n SVTH: LE THAØNH TAÂM Moâ taû Toaùn haïng Leänh naïp giaù trò logic n (bít): I, Q, M, SM, T, cuûa ñieåm n vaøo bít ñaàu tieân C, V trong ngaên xeáp. 15 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT LDN n Leänh naïp giaù trò logic nghòch ñaûo cuûa ñieåm n vaøo bít ñaàu tieân trong ngaên xeáp. LDI n Leänh naïp töùc thôøi giaù trò logic cuûa ñieåm n vaøo bít ñaàu tieân trong ngaên xeáp. LDNI n Leänh naïp töùc thôøi giaù trò logic nghòch ñaûo cuûa ñieåm n vaøo bít ñaàu tieân trong ngaên xeáp. n: I OUTPUT (=) Leänh sao cheùp noäi dung cuûa bít ñaàu tieân trong ngaên xeáp vaøo bít ñöôïc chæ ñònh trong leänh. Noäi dung cuûa ngaên xeáp khoâng bò thay ñoåi. Moâ taû leänh baèng LAD nhö sau: LAD Moâ taû n ( ) n ( ) Toaùn haïng Cuoän daây ñaàu ra ôû traïng thaùi kích thích khi coù doøng ñieàu khieån ñi qua. n: I, Q, M, SM, T, C, V Cuoän daây ñaàu ra ñöôïc kích thích töùc thôøi khi coù doøng ñieàu khieån ñi qua. n: Q (bít) (bít) Moâ taû baèng leänh STL nhö sau: STL 4.2. Moâ taû Toaùn haïng = n Leänh = sao cheùp giaù trò cuûa n: I, Q, M, SM, T, C, ñænh ngaên xeáp tôùi tieáp ñieåm n V ñöôïc chæ daãn trong leänh. (bít) = In Leänh = I (immediate) sao cheùp töùc thôøi giaù trò cuûa ñænh stack tôùi tieáp ñieåm n ñöôïc chæ daãn trong leänh. n: Q (bít) Caùc leänh ghi / xoùa giaù trò cho tieáp ñieåm SET (S) ; RESET (R): Leänh duøng ñeå ñoùng vaø ngaét caùc ñieåm giaùn ñoaïn ñaõ ñöôïc thieát keá. Trong LAD, logic ñieàu khieån doøng ñieän ñoùng hoaëc ngaét caùc cuoäc daây ñaàu ra. Khi doøng ñieàu khieån ñeán caùc cuoäc daây thì caùc cuoän daây ñoùng hoaëc môû caùc tieáp ñieåm (hoaëc moät daõy caùc tieáp ñieåm). SVTH: LE THAØNH TAÂM 16 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT Trong STL, leänh truyeàn traïng thaùi bít ñaàu cuûa ngaên xeáp ñeán caùc ñieåm thieát keá. Neáu bít naøy coù giaù trò =1, caùc leänh S vaø R seõ ñoùng ngaét tieáp ñieåm hoaëc moät daõy caùc tieáp ñieåm (giôùi haïn töø 1 ñeán 255). Noäi dung cuûa ngaên xeáp khoâng bò thay ñoåi bôûi caùc leänh naøy. Moâ taû baèng leänh LAD LAD S BIT S BIT S BIT S BIT n (S) n (R) Toaùn haïng Ñoùng moät maûng goàm n caùc S BIT: I, Q, M, SM, T, tieáp ñieåm keå töø S BIT C, V n(byte): IB, QB, MB, SMB, VB,AC, Haèng soá, Ñoùng moät maûng goàm n caùc *VD, *AC tieáp ñieåm keå töø S BIT. Neáu S BIT laïi chæ vaøo Timer hoaëc Counter thì leänh seõ xoùa bít ñaàu ra cuûa Timer / Counter ñoù. n ( SI ) Ñoùng töùc thôøi moät maûng goàm n caùc tieáp ñieåm keå töø S BIT n ( RI ) N(byte): IB, QB, MB, Ngaét töùc thôøi moät maûng goàm SMB, VB,AC, Haèng soá, n caùc tieáp ñieåm keå töø ñòa chæ S *VD, *AC BIT STL S S BIT n R S BIT n SI Moâ taû S BIT SVTH: LE THAØNH TAÂM S BIT: Q Moâ taû Toaùn haïng Ghi giaù trò logic vaøo moät S BIT: I, Q, M, SM, T, maûng goàm n bít keå töø ñòa chæ S C, V BIT (bit) Xoùa moät maûng goàm n bít keå töø ñòa chæ S BIT. Neáu S BIT laïi chæ vaøo Timer hoaëc Counter thì n: IB, QB, MB, SMB, leänh seõ xoùa bít ñaàu ra cuûa VB Timer / Counter. (byte) AC, Haèng soá, *VD, *AC Ghi töùc thôøi giaù trò logic 1 vaøo moät maûng goàm n bít keå töø ñòa chæ S BIT S BIT: Q (bit) 17 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP RI GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT S BIT Xoùa töùc thôøi moät maûng goàm n bít keå töø ñòa chæ S BIT n: IB, QB, MB, SMB, VB (byte) (byte) AC, Haèng soá, *VD, *AC 4.3. Caùc leänh logic ñaïi soá (BOOLEAN) Caùc leänh tieáp ñieåm ñaïi soá Boolean cho pheùp taïo laäp ñöôïc caùc maïch logic (khoâng coù nhôù). Trong LAD caùc leänh naøy ñöôïc bieåu dieãn thoâng qua caáu truùc maïch, maéc noái tieáp hay song song caùc tieáp ñieåm thöôøng ñoùng vaø caùc tieáp ñieåm thöôøng môû. STL coù theå söû duïng caùc leänh A (And) vaø O (Or) cho caùc haøm hôû hoaëc caùc leänh AN (And Not), ON (Or Not) cho caùc haøm kín. Giaù trò cuûa ngaên xeáp thay ñoåi phuï thuoäc vaøo töøng leänh. Leänh O n A n AN n ON n AI n OI n ANI n ONI n Moâ taû Leänh thöïc hieän toaùn töû ^ (A) vaø V (O) giöõa giaù trò logic cuûa tieáp ñieåm n vaø giaù trò bít ñaàu tieân trong ngaèn xeáp. Keát quaû ñöôïc ghi laïi bít ñaàu trong ngaên xeáp. Toaùn haïng n: I, Q, M, SM, T, C, V (bit) Leänh thöïc hieän toaùn töû ^ (A) vaø V (O) giöõa giaù trò logic nghòch ñaûo cuûa tieáp ñieåm n vaø giaù trò bít ñaàu tieân trong ngaèn xeáp. Keát quaû ñöôïc ghi laïi bít ñaàu trong ngaên xeáp. Leänh thöïc hieän töùc thôøi toaùn töû ^ (A) vaø V (O) giöõa giaù trò logic cuûa tieáp ñieåm n vaø giaù trò bít ñaàu tieân trong ngaèn xeáp. Keát quaû ñöôïc ghi laïi bít ñaàu trong ngaên xeáp. n: 1 (bit) Leänh thöïc hieän töùc thôøi toaùn töû ^ (A) vaø V (O) giöõa giaù trò logic nghòch ñaûo cuûa tieáp ñieåm n vaø giaù trò bít ñaàu tieân trong ngaèn xeáp. Keát quaû ñöôïc ghi laïi bít ñaàu trong ngaên xeáp. Ngoaøi nhöõng leänh laøm vieäc tröïc tieáp vôùi tieáp ñieåm, S7-200 coøn coù 5 leänh ñaëc bieät bieåu dieãn caùc pheùp tính cuûa ñaïi soá Boolean cho caùc bit trong ngaên xeáp, ñöôïc goïi laø caùc leänh stack logic. Ñoù laø caùc leänh ALD (And load), OLD (Or load), LPS (Logic push), LRD (Logic read) vaø LPP (Logic pop). Leänh stack logic ñöôïc duøng ñeå toå hôïp, sao chuïp hoaëc xoùa caùc meänh ñeà logic. LAD khoâng coù boä ñeám daønh cho leänh stack logic. STL söû duïng caùc leänh stack logic ñeå thöïc hieän phöông trình toång theå coù nhieàu bieåu thöùc con. SVTH: LE THAØNH TAÂM 18 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT Baûng sao toùm taét cuù phaùp goïi caùc leänh stack logic trong STL. Leänh Moâ taû Toaùn haïng ALD Leänh toå hôïp giaù trò cuûa bít ñaàu tieân vaø thöù hai cuûa ngaên xeáp baèng pheùp tính logic. Keát quaû ghi laïi vaøo bít ñaàu tieân. Giaù trò coøn laïi cuûa ngaên xeáp ñöôïc keùo leân moät bít. Khoâng coù OLD Leänh toå hôïp giaù trò cuûa bít ñaàu tieân vaø thöù hai cuûa ngaên xeáp baèng pheùp tính logic V. Keát quaû ghi laïi vaøo bít ñaàu . Giaù trò coøn laïi cuûa ngaên xeáp ñöôïc keùo leân moät bít. Khoâng coù LPS Leänh logic Push (LPS) sao chuïp giaù trò cuûa bít ñaàu tieân vaøo bít thöù hai trong ngaên xeáp. Giaù trò coøn laïi bò ñaåy xuoáng moät bít. Bít cuoái cuøng bò ñaåy ra khoûi ngaên xeáp. Khoâng coù LRD Leänh sao cheùp giaù trò cuûa bít thöù hai vaøo bít ñaàu tieân trong ngaên xeáp. Caùc giaù trò coøn laïi cuûa ngaên xeáp giöõ nguyeân vò trí. Khoâng coù LPP Leänh keùo ngaên xeáp leân moät bít. Giaù trò cuûa bít sau ñöôïc chuyeån cho bít tröôùc. Khoâng coù AND (A) OR (O) Leänh A vaø O phoái hôïp giaù trò logic cuûa moät tieáp ñieåm n vôùi giaù trò bít ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp. Keát quaû pheùp tính ñöôïc ñaët laïi vaøo bít ñaàu tieân trong ngaên xeáp. Giaù trò cuûa caùc bít coøn laïi trong ngaên xeáp khoâng bò thay ñoåi. Luaät tính toaùn cuûa caùc pheùp tính logic And vaø Or nhö sau: x y x ^ x v y (And) y (Or) 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 Taùc ñoäng cuûa leänh AND vaø OR vaøo ngaên xeáp nhö sau SVTH: LE THAØNH TAÂM 19 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD: NGUYEÃN THÒ YEÁN TUYEÁT Tröôùc A Sau m= c0 ^ c1 c0 m c1 C1 c2 C2 c3 C3 c4 C4 c5 C5 c6 C6 c7 C7 c8 C8 Tröôùc O Sau m= c0 v c1 c0 m c1 C1 c2 C2 c3 C3 c4 C4 c5 C5 c6 C6 c7 C7 c8 C8 AND LOAD (ALD) OR LOAD (OLD): Leänh ALD vaø leänh OLD thöïc hieän pheùp tính logic And vaø Or giöõa hai bít ñaàu tieân cuûa ngaên xeáp. Keát quaû cuûa pheùp logic naøy seõ ñöôïc ghi laïi vaøo bít ñaàu trong ngaên xeáp. Noäi dung coøn laïi cuûa ngaên xeáp ñöôïc keùo leân moät bít. Taùc ñoäng cuûa leänh ALD vaø OLD vaøo ngaên xeáp nhö sau: SVTH: LE THAØNH TAÂM 20