Đề tài Thiết kế thay thế hệ thống điều khiển rơle co sử dụng bộ plc

Trang 56 THIẾT KẾ THAY THẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN RƠLE CO SỬ DỤNG BỘ PLC I - VẤN ĐỀ NÂNG CẤP ĐIỀU KHIỂN CHO CẦU TRỤC: Để khắc phục các nhược điểm của hệ điều khiển bằng rơle, nâng cao mức độ an toàn, độ tin cậy, chính xác khi lam việc, ta thay thế các tiếp điểm rơle ở mạch lực bằng các van bán dẫn công suất lớn và ứng dụng bộ khả lập trình PLC để điều khiển hoạt động của cầu trục. I -1 Lý do sử dụng các phần tử không tiếp điểm (Thyristor) là vì nó có những ưu điểm hơn hẳn so với hệ điều khiển rơle: - Hệ đơn giản - Thảo mãn yêu cầu về kỹ thuật - Dễ vận hành - Độ nhậy cao - Kích thước và trọng lượng nhỏ - Đóng mở an toàn và tin cậy - Không phát sinh hồ quang - Chịu được tần số đóng cắt lớn - Có tuổi thọ cao. * Đối với hệ dùng tiếp điểm thì khối lượng công tắc tơ và tiếp điểm là khá lớn nên rất cồng kềnh, phức tạp: I -2 Lý do sử dụng bộ điều khiển khả lập trình PLC - Chuẩn bị vào hoạt động nhanh: Thiết kế module cho phép thích nghi đơn giản với bất kỳ mọi chức năng điều khiển. Khi bộ điều khiển và các phụ kiện đã được lắp ghép thì bộ PLC sẵn sàng vào tư thế làm việc ngay - Độ tin cậy cao - Dễ dang thay đổi và soạn thảo chương trình: Những thay đổi cần thiết cả ở khi bắt đầu khởi động hoặc những lúc tiếp sau đều có thể thực hiện dễ dàng mà không cần có bất kỳ một thao tác nào ở phần cứng. - Xử lý dữ liệu tự động - Tiết kiệm không gian: PLC đòi hỏi ít không gian hơn so với hệ điều khiển Relay tương đương. Trang 57 - Sự cải biến thuận lợi: Những bộ điều khiển nếu chỉ muốn cải biến 1 phần nhỏ trong dãy chức năng, có thể được tái tạo 1 cách đơn giản bằng sao chép, cải biên hoặc thêm vào những phần mới. Những phần, trong chương trình, vẫn sẵn sàng sử dụng được thì vẫn được dùng lại không cần thay đổi gì. So với kỹ thuật Relay, ở đây có thể giảm phần lớn tổng thời gian lắp ráp bởi vì có thể lập trình các chức năng điều khiển trước hoặc trong khi lắp ráp bảng điều khiển. - Khả năng tái tạo - Nhiều chức năng: Người ta thường dùng PLC cho tự động hoá linh hoạt bởi vì dễ dàng thuận tiện trong tính toán , so sánh các giá trị tương quan, thay đổi chương trình và thay đổi các thông số. - Từ đó ta có thể rút ra ưu điểm của PLC như sau: + Thời gian lắp đặt ngắn + Dễ dàng thay đổi thiết kế mà không gây tổn thất + Dễ dàng thay đổi thiết kế bằng phần mền + ứng dụng điều khiển phạm vi rộng + Dễ dàng bảo chì bảo hành nhờ khả năng tín hiệu hoá và lưu giữ mã lỗi +Độ tin cậy cao + Chuẩn hoá được phần cứng + Thích ứng với môi trường khắc nghiệt + Thích ứng với sản xuất linh hoạt +Kích thước nhỏ II - THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC II -1 – Tổng quan về PLC II.1 - 1- Khái niệm chung: PLC ( Programmable Logic Controller ) là bộ điều khiển logic khả lập trình và cũng còn gọi là PC ( Programmable Controller ). Bản chất: PLC là một máy tính công nghiệp đặt tại nơi sản xuất, chương trình điều khiển do người lập trình nạp vào bộ nhớ của PLC để thực hiện các quá trình điều khiển. So với các phần tử logic thông thường thì các phần tử logic trong PLC được định nghĩa bằng chương trình . PLC thực chất là sự module hoá của bộ điều khiển bằng vi mạch ( IC - Intergrated Current ) .Về mặt kiến trúc PLC được thiết kế dựa trên những nguyên tắc của kiến trúc máy tính . Trang 58 Đặc điểm của PLC - Logic các quá trình điều khiển được thực hiện bằng chương trình. - Độ mềm dẻo cao . - Tốc độ xử lý của PLC khá cao. - Năng lượng tổn hao nhỏ. - Dễ dàng sử dụng , dễ dàng ghép nối . - Việc lập trình tương đối đơn giản nhờ sự trợ giúp của thiết bị lập trình hoặc các phần mềm lập trình chuyên dụng . II.1-2 Thiết bị điều khiển logic khả trình S7-200. 1 - Cấu hình cứng S7-200 là thiết bị điều khiển logic lập trình được loại nhỏ của hãng Siemens (CHLB Đức ) có cấu trúc theo kiểu module và có các module mở rộng. Các module này được sử dụng cho những ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7-200 là khối vi xử lý CPU212 hoặc CPU214. Về hình thức bên ngoài , sự khác nhau của 2 loại CPU này nhận biết được nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp. • CPU 212 có 8 cổng vào và 6 cổng ra có khả năng mở rộng bằng 2 module mở rộng • CPU 214 có 14 cổng vào và 10 cổng ra có khả năng mở rộng thêm 7 module mở rộng. Hình 4.1 - Mô hình cấu hình cứng CPU212 bao gồm : Trang 59 + 512 từ đơn (word) tức là 1K byte để lưu chương trình thuộc miền bộ nhớ đọc\ghi được và không mất dữ liệu nhờ có giao diện với EEPROM. Vùng nhớ với tính chất như vậy được gọi là non-rolatile. + 512 từ đơn để lưu dữ liệu trong đó có 100 từ nhớ đọc\ghi thuộc miền non-rolatile. + 8 cổng vào logic và 6 cổng ra logic. + Có thể ghép nối thêm 2 module mở rộng số cổng vào\ ra bao gồm cả module tương tự (analog) +Tổng số cổng logic vào\ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra. + 64 bộ tạo thời gian trễ (timer) trong đó 2 Timer có độ phân giải 1 ms và 8 Timer có độ phân giải 10 ms và 54 Timer có độ phân giải 100 ms +64 bộ đếm (couter)chia làm 2 loại: loại bộ đếm chỉ đếm tiến loại bộ đếm vừa đếm tiến vừa đếm lùi + 368 bit nhớ đặc biệt, sử dụng làm các bít trạng thái hoặc các bit đặt chế độ làm việc + Có các chế độ ngắt và sử lý tín hiệu ngắt khác nhau bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt sườn lên hoặc sườn xuống, ngắt theo thời gian và ngắt báo hiệu của bộ đếm tốc độ cao + Bộ đếm không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 50 giờ khi PLC mất nguồn nuôi. CPU214 bao gồm : + 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 EEPROM). + 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. Trang 60 + 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. + Bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2Khz và 7 Khz. + Bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM. 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. Cấu hình cứng của PLC S7-200 bao gồm: Trong đó: • Nguồn cung cấp ( Power Supply ) Tạo ra nguồn 5VDC hoặc 24VDC tuỳ theo các họ PLC, thường là 24VDC (120mA tối đa) • Bộ xử lý trung tâm CPU ( Central Proccessing Unit ) CPU thực hiện các nhiệm vụ điều khiển trung tâm, các thành phần của nó bao gồm : lập trình chuyên dụng • Module vào/ra ( I/O ): Tuỳ theo các loại PLC mà số lượng đầu vào ra khác nhau Giao tiếp với module vào/ra có thể là dạng: Digital , Analog hoặc giao tiếp đặc biệt... • Module giao diện : ghép nối thêm với PLC . • Các module mở rộng : Tuỳ theo các hệ điều khiển yêu cầu mà ta ghép thêm các module mở rộng ( module vào/ra , EPROM module...) Tất cảt hệ thống này chuyển vào các giá đỡ để gá lắp các module cùng hệ thống BUS địa chỉ , BUS số liệu , BUS điều khiển và BUS nguồn cung cấp . KHỐI VÀO CPU KHỐI RA NGUỒN Tín hiệu vào Tín hiệu ra Trang 61 Hoạt động của CPU Khi PLC được cấp nguồn , hoạt động của nó được khởi động theo các chế độ khởi động cứng hoặc khởi động mềm , tuỳ thuộc vào vị trí của bộ chọn chế độ CPU. Quá trình khởi động cứng diễn ra như sau : - Reset cờ , bộ đếm , bộ thời gian , .. - Kiểm tra các byte vào/ra của các module vào/ra . Thời gian đọc các đầu vào thực hiện chương trình và đưa tín hiệu ra được gọi là thời gian quét. Quá trình quét là quá trình liên tục và tuần tự từ đọc đầu vào, đánh giá và quyết định Logic điều khiển và đưa tín hiệu ra. Đặc điểm của thời gian quét là nó cho ra bộ điều khiển phản ứng với đầu vào và xử lý chính xác. Logic điều khiển nhanh hay chậm. Thời gian quét phụ thuộc vào tốc độ xử lý của CPU, độ dài của chương trình ứng dụng và được chia làm các giai đoạn như sau: 2 – Cấu trúc bộ nhớ của S7-200 Bộ nhớ S7-200 chia làm 4 vùng với 1 tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu trong một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn nuôi. Bộ nhớ của S7-200 có tính năng động cao, đọc và ghi được trong toàn vùng, loại trừ phần các bit nhớ đặc biệt được ký hiệu bởi SM ( Special Memory ) chỉ có thể truy nhập để đọc. EEPROM MIỀN NHỚ NGOÀI Chương trình Chương trình Chương trình Tham số Tham số Tham số Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu Vùng đối tượng 3. Truyền thông và tự kiểm tra lỗi 1. Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào 4. Chuyển dữ liệu từ bộ đệm ra ngoại vi 2. Thực hiện chương trình Bắt đầu Tụ Trang 62 + Vùng nhớ chương trình (Program Memory) Vùng này để lưu giữ các chương trình điều khiển do người sử dụng lập nên bộ nhớ chương trình do hệ thống quản lý . Tại một thời điểm chỉ lưu giữ được 1 chương trình ( Ta không thể truy cập được vào) + Vùng tham số: là miền lưu giữ các tham số như từ khoá, địa chỉ trạm... thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được. + Vùng dữ liệu (Data memory): Lưu giữ toàn bộ dữ liệu bao gồm kết quả tính toán , trạng thái của hệ thống, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền thông... Một phần của vùng nhớ này ( 200 byte đầu với CPU212, 1Kbyte đầu tiên đối với CPU214 ) thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được. Tổ chức bộ nhớ dữ liệu do hệ thống quản lý (Chia ra các vùng nhớ để lưu giữ các kiểu dữ liệu khác nhau) . Đặc điểm là ngưòi dùng có thể truy cập đến các vùng dữ liệu (Read/write). Kiểu dữ liệu có các dạng sau : - Bit , Byte, Word (2 Byte), double word - Sting - Const (hằng) - Object(device): Timer, Counter Mỗi vùng dữ liệu được phân bố trong vùng nhớ quy ước và có một tên riêng (keyword) + Vùng đối tượng: Timer, 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. Hai vùng nhớ cuối có ý nghĩa quan trọng trong việc thực hiện một chương trình nên ta sẽ trình bày chi tiết như sau. ™ Vùng nhớ dữ liệu (Data memory) Bao gồm các vùng nhớ : + V: Variable memory + I: Input image register + O: Oput image register + M: Intrenal memory bits + SM: Special memory bits Trang 63 Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte, từng từ đơn ( word-2byte) hoặc từ kép (2 word) Hình sau mô tả vùng dữ liệu của CPU212 và CPU 214 CPU212 CPU214 Miền V (đọc/ghi) V0 V0 V1023 V4095 Vùng đệm cổng vào (I) (đọc/ghi) I0.x(x=0÷ 7) I0.x(x=0 ÷ 7) I7.x(x=0÷ 7) I7.x(x=0 ÷ 7) Vùng đệm cổng ra (Q) (đọc ghi) Q0.x(x=0÷ 7) Q0.x(x=0 ÷ 7) Q7.x(x=0 ÷ 7) Q7.x(x=0 ÷ 7) Vùng nhớ nội(M) (đọc/ghi) M0.x(x=0 ÷ 7) M0.x(x=0÷ 7) M15.x(x=0 ÷ 7) M31.x(x=0 7) Vùng nhớ đặc biệt (SM) (chỉ đọc) SM0.x(x=0 ÷ 7) SM0.x(x=0 ÷ 7) SM29(x=0 ÷ 7) SM29(x=0 ÷ 7) Vùng nhớ đặc biệt(đọc/ghi) SM30.x(x=0 ÷ 7) SM30.x(x=0 ÷ 7) SM45.x(x=0 ÷ 7) SM85.x(x=0 ÷ 7) ™ Vùng đối tượng (Object) Bao gồm các vùng nhớ: + Timer : Bộ định thời gian + Counter : Bộ đếm +AI (Analog Input) : Đầu vào tương tự +AQ(Analog Output): Đầu ra tương tự +ACC(Accumulator) : Thanh chứa + HC(high speed counter): Bộ đếm tốc độ cao Trang 64 Vùng nhớ đối tượng được phân chia như sau: Timer (T) (đọc/ghi) CPU212 CPU214 15 0 Bít 15 0 Bít T0(word) T) T0 T0 T63 T63 T127 T127 Bộ đếm(C) đọc/ghi) C0(word) C0 C0 C0 C63 C63 C127 C127 Bộ đệm cổng vào tương tự(AI) (chỉ đọc) AW0(word) AW0 AW30 AW30 Bộ đệm cổng ra tương tự(AQ) (chỉ ghi) AQWO(word) AQW0 AQW30 AQW30 AC0 (Không có khả năng làm con trỏ) Thanh ghi Accumulator (đọc/ghi) AC1 AC2 AC3 Bộ đếm tốc độ cao(HC) (đọc/ghi) HSC0 HSC1(chỉ có trong CPU212) HSC2(chỉ có trong CPU214) ™ Cách truy nhập đến các vùng nhớ trong PLC S7-200 Truy nhập bit:“Tên vùng dữ liệu” + “Số byte” + ”.” + ”số bit trong byte “ Ví dụ: M1.1 bit số 2 trong byte thứ 2 của vùng nhớ M Truy nhập byte: ” Tên vùng dữ liệu” +”B” + số thứ tự byte Ví dụ : VB2 ( byte thứ 3 trong vùng nhớ byte) Truy nhập Word : “Tên vùng dữ liệu”+”W” + số thứ tự của byte thấp của word Ví dụ : MW 0 Truy nhập Double Word :“Tên vùng dữ liệu”+”D” + số thứ tự của byte thấp nhất của double word Trang 65 Ví dụ : MD1 Truy nhập đến Object Timer/ Counter: Timer : T+ số thứ tự của Timer sử dụng Counter : C+ số thứ tự của Counter sử dụng Truy nhập đến Object vào/ra tương tự :Ta truy nhập theo từng word : AIW0, AQW1 Truy nhập đến Object ACC:Tuỳ theo yêu cầu sử dụng ta có thể truy nhập theo byte, word, hay double word Truy nhập đến Object HC (high speed counter):Ta chỉ truy nhập được theo kiểu double word. 3 - Mở rộng cổng vào/ra (I/O) + CPU 212 cho phép mở rộng tối đa 2 module mở rộng + CPU 214 cho phép mở rộng tối đa 7 module mở rộng Các module mở rộng tương tự và số đều có trong S7-200. Địa chỉ của các vị trí của module được xác định bằng kiểu I/O và vị trí của module trong móc xích, bao gồm các module có cùng kiểu. Sau đây là ví dụ về cách đặt địa chỉ cho module mở rộng trên CPU214: I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1 I0.2 Q0.2 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 Q0.5 I0.6 Q0.6 I0.7 Q0.7 I1.0 Q1.0 I1.1 Q1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 I3.0 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 I3.6 I3.7 AIW0 AIW2 AIW4 AQW0 Q3.0 Q3.1 Q3.2 Q3.3 Q3.4 Q3.5 Q3.6 Q3.7 AIW8 AIW10 AIW12 AQW4 CPU214 Modul 0 (4vào/ 4 ra) Modul 1 8 vào Modul 2 3 vào Analog/ 1 ra Analog Modul 3 8 ra Modul 4 3 vào Analog/ 1 ra Analog Trang 66 4 - cấu trúc chương trình S7-200 Có thể lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng một trong những phần mềm sau đây: STEP 7 – Micro/DOS STEP 7 – Micro/WIN Các chương trình cho S7-200 phải có cấu trúc bao gồm chương trình chính ( Main Program ) và 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 của chương trình chính, đó là lệnh MEND. 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 chương trình chính 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. II.1 -3 - Các toán hạng lập trình cơ bản Có 6 phần tử lập trình cơ bản, mỗi phần tử có công dụng riêng. Để dễ dàng xác định thì mỗi phần tử được gán cho mộ ký tự: Main Program ... MEND SBR 0 Chương trình con thứ nhất ... RET SBR n Chương trình con thứ n+1 ... RET INT 0 Chương trình xử lý ngắt thứ nhất ... RETI Thực iện trong một vòng quét. Thực hiện khi được chương trình chính gọi. Thực hiện khi có tín Trang 67 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). Cuộn dây có thể được dùng để điều khiển trực tiếp ngõ ra từ PLC (như phần tử Q) hoặc có thể điều khiển bộ định thì, bộ đếm hoặc cờ (như phần tử M, S). Mỗi cuộc dây được gắn với các công tắc. Các công tắc này có thể là thường mở hoặc thường đóng. Các ngõ vào vật lý nối đến bộ điều khiển lập trình (phần tử I) không có cuộn dây để lập trình. Các phần tử này chỉ có thể dùng ở dạng các công tắc mà thôi (loại thường đóng và thường mở). II.2- Ngôn ngữ lập trình của S7-200. II.2.1- 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 (scan). Một vòng quét (scan cyele) được bắt đầu bằng một việc đọc trạng thái của đầu vào, và sau đó thực hiện chương trình. Vòng quét kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái đầu ra. Trước khi bắt đầu một vòng quét tiếp theo S7-200 thực thi các nhiệm vụ bên trong và nhiệm vụ truyền thông. Chu trình thực hiện chương trình là chu trình lặp. Cách lập trình cho S7-200 nói riêng và cho các PLC nói chung dựa trên hai phương pháp cơ bản. Phương pháp hình thang (Ladder, viết tắt là LAD) và phương pháp liệt kê lệnh (Statement list, viết tắt là STL). Nếu có một chương trình viết dưới dạng LAD, thiết bị lập trình sẽ tự dộng 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 Trang 68 phần của bảng điều khiển bằng rơ le. Trong chương trình LAD, các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như sau: ♦ Tiếp điểm: Là biểu tượng (Symbol) mô tả các tiếp điểm của rơ le Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thương đóng ♦ Cuộn dây (coil): Là biểu tượng ⎯( )⎯ mô tả rơ le được mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơ le. ♦ 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. Cuộn dây và các hộp phải mắc đúng chiều dòng điện. Mạng LAD: Là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn thiện, đi từ đường nguồn bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn bên trái là dây pha, đường nguồn bên phải là dây trung hòa và cũng là đường trở về nguồn cung cấp (thường không được thể hiện khi dùng chương trình tiện dụng STEPT MICRO / DOS hoặc STEPT – MICRO/WIN. Dòng điện chạy từ trái qua tiếp điểm đến đóng các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn. ™ 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. II.2.2 -Toán hạng và giới hạn cho phép của CPU212 và CPU214 Phương pháp truy nhập Giới hạn cho phép của các toán hạng CPU212 CPU214 Truy nhập bit (địa chỉ byte, chỉ số bit) V (0.0 ÷ 1023.7) I (0.0 ÷ 7.7) Q (0.0 ÷ 7.7 M (0.0 ÷15.7) SM (0.0 ÷45.7) T (0 ÷63) C (0 ÷63) 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) T (0 ÷127) C (0 ÷127) Truy nhập bit VB (0 ÷1023) IB (0 ÷7) MB (0 ÷15). SMB (0 ÷45) AC (0 ÷3) Hằng số VB (0 ÷4.095) IB (0 ÷7) MB (0 ÷31). SMB (0 ÷85) AC (0 ÷3) Hằng số Trang 69 Truy nhập từ đơn (địa chỉ byte cao) VW (0 ÷ 1022) T (0 ÷ 63) C (0 ÷ 63) IW (0 ÷6) QW (0 ÷6) MW (0 ÷14) SMW (0 ÷ 44) AC (0 ÷3) AIW (0 ÷30) AQW (0 ÷30) Hằng số 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) AQW (0 ÷30) Hằng số Truy nhập từ kép (địa chỉ byte cao) VD (0 ÷1020) ID (0 ÷ 4) QD (0 ÷ 4) MD (0 ÷ 12) SMD (0 ÷ 42) AC (0 ÷ 3) HC (0) Hằng số. VD (0 ÷4092) ID (0 ÷ 4) QD (0 ÷ 4) MD (0 ÷ 28) SMD (0 ÷ 82) AC (0 ÷ 3) HC (0 ÷ 2) Hằng số. II.2.3 – Một số lệnh cơn bản dùng trong lập trình 1 – Lệnh vào ra: ™ Load (LD): Lệnh LD nạp giá trị logic của một tiếp điểm vào trong bít đầu tiên của ngăn xếp (xem hình a), các giá trị cũ còn lại trong ngăn xếp bị đẩy lùi xuống một bít. ™ Load Not (LDN): Lệnh LDN nạp giá trị logic nghịch đảo của một tiếp điểm vào trong bít đầu tiên của ngăn xếp (xem hình b), các giá trị còn lại trong ngằn xếp bị đẩy lùi xuống một bít. Các dạng khác nhau của lệnh LD, LDN cho LAD như sau LAD Mô tả Toán hạng LD n Tiếp điểm thường mở sẽ được đóng nếu n = 1. n: I, Q, M, SM, T, C, V (bit) LDN n Tiếp điểm thường đóng sẽ mở khi n = 1. LDI n Tiếp điểm thường mở sẽ đóng tức thời khi n = 1 n: I Trang 70 LDNI n Tiếp điểm thường đóng sẽ mở tức thời khi n = 1 ♦ Các dạng khác nhau của lệnh LD, LDN cho STL như sau: Lệnh Mô tả Toán hạng LD n Lệnh nạp giá trị logic của điểm n vào bít đầu tiên trong ngăn xếp. n (bít): I, Q, M, SM, T, C, V LDN n Lệnh nạp giá trị logic nghịch đảo của điểm n vào bít đầu tiên trong ngăn xếp. LDI n Lệnh nạp tức thời giá trị logic của điểm n vào bít đầu tiên trong ngăn xếp. n: I LDNI n Lệnh nạp tức thời giá trị logic nghịch đảo của điểm n vào bít đầu tiên trong ngăn xếp. ™ OUTPUT (=) Lệnh sao chép nội dung của bít đầu tiên trong ngăn xếp vào bít được chỉ định trong lệnh. Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi. Mô tả lệnh bằng LAD như sau LAD Mô tả Toán hạng n ( ) Cuộn dây đầu ra ở trạng thái kích thích khi có dòng điều khiển đi qua. n: I, Q, M, SM, T, C, V (bít) n ( ) Cuộn dây đầu ra được kích thích tức thời khi có dòng điều khiển đi qua. n: Q (bít) ♦ Mô tả bằng lệnh STL như sau: STL Mô tả Toán hạng = n Lệnh = sao chép giá trị của đỉnh ngăn xếp tới tiếp điểm n được chỉ dẫn trong lệnh. n: I, Q, M, SM, T, C, V (bít) = I n Lệnh = I (immediate) sao chép tức thời giá trị của đỉnh stack tới tiếp điểm n được chỉ dẫn trong lệnh. n: Q (bít) 2 -Các lệnh ghi / xóa giá trị cho tiếp điểm SET (S) ; RESET (R): Lệnh dùng để đóng và ngắt các điểm gián đoạn đã được thiết kế. Trong LAD, logic điều khiển dòng điện đóng hoặc ngắt các cuộc dây đầu ra. Khi Trang 71 dòng điều khiển đến các cuộc dây thì các cuộn dây đóng hoặc mở các tiếp điểm (hoặc một dãy các tiếp điểm). Trong STL, lệnh truyền trạng thái bít đầu của ngăn xếp đến các điểm thiết kế. Nếu bít này có giá trị =1, các lệnh S và R sẽ đóng ngắt tiếp điểm hoặc một dãy các tiếp điểm (giới hạn từ 1 đến 255). Nội dung của ngăn xếp không bị thay đổi bởi các lệnh này. • Mô tả bằng lệnh LAD LAD Mô tả Toán hạng Đóng một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ S BIT S BIT: I, Q, M, SM, T, C, V n(byte): IB, QB, MB, SMB, VB,AC, Hằng số, *VD, *AC Đóng một mảng gồm n các 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 n các tiếp điểm kể từ S BIT S BIT: Q N(byte): IB, QB, MB, SMB, VB,AC, Hằng số, *VD, *AC Ngắt tức thời một mảng gồm n các tiếp điểm kể từ địa chỉ S BIT • Mô tả bằng lệnh STL STL Mô tả Toán hạng S S BIT n Ghi giá trị logic vào một mảng gồm n bít kể từ địa chỉ S BIT S BIT: I, Q, M, SM, T, C, V (bit) n: IB, QB, MB, SMB, VB (byte) AC, Hằng số, *VD, *AC R S BIT n Xóa một mảng gồm n bít kể từ địa chỉ S BIT. Nếu S BIT lại chỉ vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xóa bít đầu ra của Timer / Counter. S I S BIT n Ghi tức thời giá trị logic 1 vào một mảng gồm n bít kể từ địa chỉ S BIT S BIT: Q (bit) n: IB, QB, MB, SMB, VB (byte) (byte) AC, Hằng số, *VD, *AC R I S BIT n Xóa tức thời một mảng gồm n bít kể từ địa chỉ S BIT 3 – Các lệnh so sánh: S BIT n ( S ) S BIT n ( R ) S BIT n ( RI ) S BIT n ( SI ) Trang 72 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. ƒ 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 ( =). 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. Biểu diễn các lệnh so sánh trong LAD: LAD 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 n1 n2 = = B n1 n2 = = I n1 n2 = = D n1 n2 = = R n1 n2 > = B n1 n2 > = I n1 n2 > = R n1 n2 > = D Trang 73 Tiếp điểm đóng khi N1 < n2 B = Byte I = Integer D = Double Integer R = Real n1, n2(từ kép):VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC, Hằng số, *VD, *AC ƒ Trong STL, những lệnh so sánh thực hiện phép so sánh byte, từ và từ kép. Căn cứ vào kiểu so sánh (=), kết quả của phép so sánh có giá trị bằng 0 (nếu đúng) hoặc 1 (nếu sai) nên có thề sử dụng kết hợp cùng với các lệnh gogic LA, A, O. Để tạo ra được các phép so sánh mà S7-200 không có lệnh so sánh tương ứng như: so sánh không bằng nhau (), so sánh nhỏ hơn (>), có thể tạo ra được nhờ dùng kết hợp lệnh NOT với các lệnh đã có (=, >=, ) giữa nội dung của từ V>W100 và hằng số 50 bằng cách sử dụng kết hợp phép so sánh bằng nhau LDW = và lệnh đảo NOT. LDB =, LDW = LDD =, LDR = * Lệnh kiểm tra tính bằng nhau của nội dung 2 byte, từ, từ kép, hoặc số thực. Trong trường hợp phép so sánh cho kết quả đúng, bít đầu tiên trong ngăn xếp sẽ có giá trị logic bằng 1. LDB < = , LDW < = LDD < = , LDR < = * Lệnh so sánh nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ nhất có nhỏ hơn hoặc bằng nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ hai hay không. Trong trường hợp phép so sánh cho kết quả đúng, bít đầu tiên trong ngăn xếp có giá trị logic bằng 1. LDB > =, LDW > = LDD > =, LDR > = * Lệnh so sánh nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ nhất có lớn hơn hoặc bằng nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ hai hay không. Trong trường hợp phép so sánh cho kết quả đúng, bít đầu tiên trong ngăn xếp có giá trị logic bằng 1. AB =, AW = n1 n2 < = B n1 n2 < = I n1 n2 < = R n1 n2 < = D Trang 74 AD =, AR = * Lệnh kiểm tra tính bằng nhau của nội dung 2 byte, từ, từ kép, hoặc số thực. Trong trường hợp phép so sánh cho kết quả đúng, sẽ thực hiện phép tính logic And giữa bít đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị logic. AB < =, AW < = AD < =, AR < = * Lệnh so sánh nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ nhất có nhỏ hơn hoặc bằng nội dung của byte, từ, từ kép hoặc số thực thứ hai hay không. Trong trường hợp phép so sánh cho kết quả đúng, sẽ thực hiện phép tính logic AND giữa bít đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị logic 1 Biểu diễn lệnh so sánh trong STL: STL Mô tả Toán hạng LDB = n1 n2 AB = n1 n2 OB = n1 n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2 byte n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2 n1.n2 (byte):VB, IB, QB, MB, SMB, AC, hằng số, *VD , *AC LDB > = n1 - n2 AB > = n1 - n2 OB > = n1 - n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2 byte n1 và n2 thỏa mãn n1 > = n2 LDB < = n1 - n2 AB < = n1 - n2 OB < = n1 - n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2 byte n1 và n2 thỏa mãn n1 < = n2 LDW = n1 n2 AW = n1 n2 OW = n1 n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2 từ n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2 n1 ,n2 (từ):VW, T, C, QW, MW, SMW,AC, AIW , hằng số, *VD , *AC Trang 75 LDW > = n1 - n2 AW > = n1 - n2 OW > = n1 - n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2 từ n1 và n2 thỏa mãn n1 > = n2 LDW < = n1 - n2 AW < = n1 - n2 OW < = n1 - n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2 từ n1 và n2 thỏa mãn n1 < = n2 LDD = n1 n2 AD = n1 n2 OD = n1 n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2 từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1 = n2 n1 , n2 (từ kép) :VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC , hằng số, *VD , *AC LDD > = n1 - n2 AD > = n1 - n2 OD > = n1 - n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2 từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1 > = n2 LDD < = n1 - n2 AD < = n1 - n2 OD < = n1 - n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp khi nội dung 2 từ kép n1 và n2 thỏa mãn n1 < = n2 LDR = n1 n2 AR = n1 n2 OR = n1 n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp nếu hai số thực n1 và n2 (4 byte) thỏa mãn n1 = n2 n1,n2 (từ kép):VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC , hằng số, *VD , *AC Trang 76 LDR > = n1 - n2 AR > = n1 - n2 OR > = n1 - n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp nếu hai số thực n1 và n2 (4 byte ) thỏa mãn n1 > = n2 LDR < = n1 - n2 AR < = n1 - n2 OR < = n1 - n2 Lệnh thực hiện phép tính logic Load , And hoặc Or giữa giá trị logic 1 với nội dung đỉnh ngăn xếp nếu hai số thực n1 và n2 (4 byte) thỏa mãn n1 < = n2 4 - Các lệnh can thiệp vào thời gian vòng quét: Lệnh MEND, END, STOP, NOP, WDR. Các lệnh này được dùng để kết thúc chương trình đang thực hiện, và kéo dài trong khoảng thời của một vòng quét. Trong LAD và STL chương trình chính phải được kết bằng lệnh kết thúc không điều kiện MEND. Có thể sử dụng lệnh kết thúc có điều kiện END trước lệnh kết thúc không điều kiện. Lệnh STOP kết thúc chương trình, nó chuyển điều khiển chương trình đến chế độ STOP. Nếu gặp lệnh STOP trong chương trình chính hoặc trong chương trình con thì chương trình đang thực hiện sẽ được kết thúc ngay lập tức. Lệnh sỗng NOT không có tác dụng gì trong việc thực hiện chương trình. Lệnh NOT này phải được đặt trong chương trình chính, hoặc chương trình ngắt, hoặc chương trình con. Lệnh WDR sẽ khởi động lại đồng hồ quan sát (watchdog Timer) và chương trình tiếp tục được thực hiện trong vòng quét ở chế độ quan sát. 5 - Các lệnh điều khiển Timer Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều khiển vẫn thường gọi là khâu trễ. Nếu ký hiệu tín hiệu (logic) vào là x (t) và thời gian trễ được tạo ra bằng Timer là r thì tín hiệu đầu ra của Timer đó sẽ là x (t-r). S7-200 có 64 timer(víi CPU212)vµ 128 Timer (CPU-214) được chia làm 2 loại khác nhau, đó là: * Timer tạo thời gian trễ không có nhớ (Timer on delay), ký hiệu là TON. Trang 77 * Timer tạo thời gian trễ có nhớ (Timer on delay retentive), ký hiệu là TONR. Hai kiểu Timer của S7-200 (TON và TONR) phân biệt với nhau ở phản ứng của nó đối với trạng thái tín hiệu đầu vào, tức là khi tín hiệu đầu vào chuyển trạng thái logic từ 0 lên 1, được gọi là thời điểm Timer được kích, và không tính khoảng thời gian khi đầu vào có giá trị logic 0 vào thời gian trễ tín hiệu được đặt trước. Khi đầu vào có giá trị logic bằng 0, TON tự động reset còn TONR thì không tự reset. Timer TON được dùng để tạo thời gian trễ trong một khoảng thời gian (miền liên thông), còn với TONR thời gian trễ sẽ được tạo trong nhiều khoảng thời gian khác nhau. Timer TON và TONR bao gồm 3 loại với 3 độ phân giải khác nhau, độ phân giải 1ms, 10 ms, 100 ms. Thời gian trễ r được tạo ra chính là tích của độ phân giải của bộ Timer được chọn và giá trị đặt trước cho Timer. Ví dụ một bộ Timer có độ phân giải bằng 10 ms và giá trị đặt trước 10 ms thì thời gian trễ sẽ là r = 500 ms Timer của S7-200 có những tính chất cơ bản sau: - Các bộ Timer được điều khiển bởi một cổng vào và giá trị đếm tức thời. Giá trị đếm tức thời của Timer được nhớ trong thanh ghi 2 byte (gọi là T- word) của Timer, xác định khoảng thời gian trễ kể từ khi Timer được kích. Giá trị đặt trước của các bộ Timer được ký hiệu trong LAD và STL là PT. Giá trị đếm tức thời của thanh ghi T-word thường xuyên được so sánh với giá trị đặt trước của Timer. - Mỗi bộ Timer, ngoài thanh ghi 02 byte T-word lưu giá trị đếm tức thời, còn có 1 bít, ký hiệu bằng T-bít, chỉ trạnh thái logic đầu ra. Giá trị logic của bít này phụ thuộc vào kết quả so sánh giữa giá trị đếm tức thời với giá trị đặt trước. - Trong khoảng thời gian tín hiệu x (t) có giá trị logic 1, giá trị đếm tức thời trong T-word luôn được cập nhật và thay đổi tăng dần cho đến khi nó đạt giá trị cực đại. Khi giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước, T- bít có giá trị logic 1. Các loại Timer của S7-200 (đối với CPU212 vàCPU 214) chia theo TON, TONR và độ phân giải bao gồm: Lệnh Độ phân giải Giá trị cực đại CPU212 CPU 214 Trang 78 TON 1 ms 32,767s T32 T32÷T96 10 ms 327,67s T33÷T36 T33÷T36; T97÷ T100 100 ms 3276,7s T37÷T63 T37÷T63; T101÷ T127 TONR 1 ms 32,767s T0 T0 ÷T64 10 ms 327,67s T1÷T4 T1÷T4; T65÷T68 100 ms 3276,7s T5÷T31 T5÷T31; T69÷T95 • Cú pháp khai báo sử dụng Timer trong LAD như sau: LAD Mô tả Toán hạng Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TON để tạo thời gian trễ tính từ khi đầu vào IN được kích. Nếu như giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT thì T-bít có giá trị logic bằng 1. Có thể reset Timer kiểu TON bằng lệnh R hoặc bằng giá trị logic 0 tại đầu vào IN CPU212vàCPU214 CPU214 1 ms T32 T32 ÷T96 10 ms T33÷T36 T33÷T36; 100 ms T37÷T63 T101÷ T127 Txx : T32÷T63 T96÷T127 PT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, VD *AC, Hằng số. Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TONR để tạo thời gian trễ tính từ khi đầu vào IN được kích. Nếu như giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PT thì T-bít có giá trị logic bằng 1. Chỉ có thể reset kiểu TONR bằng lệnh R cho T-bít CPU212vàCPU214 CPU214 1 ms T0 T64 10 ms T1÷T4 T65÷T68 100 ms T5÷T31 T69÷ T95 Txx : T0 ÷T31 T64 ÷T95 PT: VW, T, C, IW, QW, AIW, SMW, AC, AIW, VD *AC, Hằng số. • Cú pháp khai báo sử dụng Timer trong STL như sau: TON, TONR khai báo sử dụng Timer của S7-200, lệnh khai báo sử dụng Timer là lệnh có điều kiện. Tại thời điểm khai báo tín hiệu đầu vào có giá trị logic bằng giá trị logic của bít đầu tiên trong ngăn xếp. STL Mô tả Toán hạng TON Txx n Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TON để tạo thời gian trễ tính từ khi bít đầu tiên trong ngăn xếp có giá Txx: T32 ÷T63 T96 ÷T127 TON Txx IN PT TONR _Txx IN PT Trang 79 trị logic 1. Nếu như giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước n thì T-bít có giá trị logic bằng 1. Có thể reset Timer kiểu TON bằng lệnh R hoặc bằng giá trị logic 0 tại đầu vào. CPU212vàCPU214 CPU214 1 ms T32 T96 10 ms T33÷T36 T97÷T100 100 ms T37÷T63 T101÷ T127 n (word) : VW, T, C, IW,QW, MW, SMW AC, AIW, VD *AC, Hằng số TONR Txx n Khai báo Timer số hiệu xx kiểu TONR để tạo thời gian trễ tính từ khi bít đầu tiên trong ngăn xếp có giá trị logic 1. Nếu như giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước n thì T-bít có giá trị logic bằng 1. Chỉ có thể reset Timer kiểu TONR bằng lệnh R cho T-bít CPU212vàCPU214 CPU214 1 ms T0 T64 10 ms T1÷T4 T65÷T68 100 ms T5÷T31 T69÷ T95 Txx :T0 ÷T31 T64 ÷T95 n (word) :VW, T, C, IW,QW, AIW, SMW, AC, AIW, VD *AC, Hằng số 6 - Các lệnh điều khiển Counter Counter là bộ đếm hiện chức năng đếm sườn xung trong S7-2000. Các bộ đếm của S7-2000 được chia ra làm 2 loại: bộ đếm tiến (CTU) và bộ đếm tiến/lùi (CTUD). Bộ đếm tiến CTU đếm số sườn lên của tín hiệu logic đầu vào, tức là đếm số lần thay đổi trạng thái logic từ 0 lên 1 của tín hiệu. Số sườn xung đếm được, được ghi vào thanh ghi 2 byte của bộ đếm, gọi là thanh ghi C-word. Nội dung của C-word, gọi là giá trị đếm tức thời của bộ đếm, luôn được so sánh với giá trị đặt trước của bộ đếm được ký hiệu là PV. Khi giá trị đếm tức thời bằng hoặc lớn hơn giá trị đặt trước này thì bộ đếm báo ra ngoài bằng cách đặt giá trị logic 1 vào một bít đặc biệt của nó, được gọi là C-bít. Trường hợp giá trị đếm tức thời nhỏ hơn giá trị đặt trước thì C-bít có giá trị logic là 0. Khác với các bộ Counter, các bộ đếm CTU đều có chân nối với tín hiệu điều khiển xóa để thực hiện việc đặt lại chế độ khởi phát ban đầu (reset) cho bộ đếm, được ký hiệu bằng chữ cái R trong LAD hay được qui định là trạng thái logic của bít đầu tiên của ngăn xếp trong STL. Bộ đếm được reset khi tín hiệu Trang 80 xóa này có mức logic là 1 hoặc khi lệnh R (reset) được thực hiện với C-bít. Khi bộ đếm được reset, cả C-word và C-bít đều nhận giá trị 0. Bộ đếm CTU của S7-200 Bộ đếm tiến / lùi CTUD đếm tiến khi gặp sườn lên của xung vào cổng đếm, ký hiệu là CU trong LAD hoặc bít thứ 3 của ngăn xếp trong STL, và đếm lùi khi gặp sườn của xung vào cổng đếm lùi, được ký hiệu là CD trong LAD hoặc bít thứ 2 của ngăn xếp trong STL. Giống như bộ đếm CTU, bộ đếm CTUD cũng được đưa về trạng thái khởi phát ban đầu bằng 2 cách. - Khi đầu vào logic của chân xóa, ký hiệu bằng R trong LAD hoặc bít thứ nhất của ngăn xếp trong STL, có giá trị logic là 1 hoặc, - Bằng lệnh R (reset) với C-bít của bộ đếm. CTUD có giá trị đếm tức thời đúng bằng giá trị đang đếm và được lưu trong thanh ghi 2 byte C-word của bộ đếm. Giá trị đếm tức thời luôn được so sánh với giá trị đặt trước PV của bộ đếm. Nếu giá trị đếm tức thời lớn hơn bằng bằng giá trị đặt trước thì C-bít có giá trị logic bằng 1. Còn các trường hợp khác C-bít có giá trị logic bằng 0. Bộ đếm CTUD của S7-200 Bộ đếm tiến CTU có miền giá trị đếm tức thời từ 0 đến 32.767. Bộ đếm tiến/lùi CTUD có miền giá trị đếm tức thời là 32.767 Các bộ đếm được đánh số từ 0 đến 63 (đối với CPU212) hoặc từ 0 đến 127 (đới với CPU 214) và ký hiệu bằng Cxx, trong đó xx là số thứ tự của bộ đếm. Ký hiệu Cxx đồng thời cũng là địa chỉ hình thức của C-word và của C-bít. Mặc dù dùng địa chỉ hình thức, song C-word và C-bít vẫn được phân biệt với nhau nhờ kiểu lệnh sử dụng làm việc với từ hay với tiếp điểm (bít). Lệnh khai báo sử dụng bộ đếm trong LAD như sau: CU C-Bit PV R C-word Giá trị đếm tức thời CU C-Bit PV CD R C-word Giá trị đếm tức thời Trang 81 LAD Mô tả Toán hạng Khai báo bộ đếm tiến theo sườn lên của CU. Khi giá trị đếm tức thời C-word Cxx lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PV, C-bít (cxx) có giá trị logic bằng 1. Bộ đếm được reset khi đầu vào R có giá trị logic bằng 1. Bộ đếm ngừng đếm khi C- word Cxx đạt giá trị cực đại 32.767. Cxx:C0 ÷C47 C80 ÷C127 PV (word) : VW , T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, Hằng số, *VD, *AC Khi báo bộ đếm tiến/lùi, đếm tiến theo sườn lên của CU và đếm lùi theo sườn lên của CD. Khi giá trị đếm tức thời C- word Cxx lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước PV, C-bít (cxx) có giá trị logic bằng 1. Bộ đếm ngừng đếm tiến khi C-word đạt giá trị cực đại 32.767 và ngừg đếm lùi khi C- word đạt giá trị cực tiểu 32.767 CTUD reset khi đầu vào R có giá trị logic bằng 1. Cxx : C48 ÷C79 PV (word):VW,T , C , IW, QW, MW, SMW, AC,A IW, Hằng số, *VD, *AC Lệnh khai báo sử dụng bộ đếm trong STL như sau: STL Mô tả Toán hạng CTU Cxx n Khai báo bộ đếm tiến theo sườn lên cùa CU. Khi giá trị đếm tức thời C- word lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước n, C-bít có giá trị logic bằng 1. Bộ đếm được reset khi đầu ngăn xếp có giá trị logic bằng 1. Bộ đếm ngừng đếm khi C-word đạt giá trị cực đại 32.767. Cxx : C0 ÷C47 C80 ÷C127 n (word):VW , T , C , IW , QW , MW, SMW, AC, AIW, Hằng số. *VD, *AC CTUD Cxx n Khai báo bộ đếm tiến/lùi, đếm tiến theo sườn lên của CU và đếm lùi theo sườn lên của CD. Khi giá trị đếm tức thời C-word, Cxx lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt trước n, C-bít có giá trị logic bằng 1, bộ đếm ngừng đếm tiến khi C-word đạt giá trị cực đại 32.767 và ngừng đếm lùi khi C-word đạt được giá trị cực tiểu Cxx: C48 ÷ C79 n (word) : VW, T, C, IW ,QW, MW, SMW, AC, AIW, Hằng số, *VD, *AC CTU Cxx CU PV R CTUD Cxx CU PV R Trang 82 32.767 CTUD reset khi bít đầu của ngăn xếp có giá trị logic bằng 1. 7 - Các lệnh dịch chuyển nội dung ô nhớ Các lệnh dịch chuyển nội dung ô nhớ thực hiện việc di chuyển hoặc sao chép số liệu từ vùng này sang vùng khác trong bộ nhớ. Trong LAD hay trong STL lệnh dịch chuyển thực hiện việc di chuyển hay sao chép nội dung của một byte, một từ đơn, một từ kép hoặc một giá trị thực từ vùng này sang vùng khác trong bộ nhớ. a. Lệnh MOV_B: Là lệnh sao chép nội dung của byte IN sang byte OUT. b. Lệnh MOV_W:Là lệnh sao chép nội dung của từ đơn IN sang từ đơn OUT. c. Lệnh MOV_DW:Là lệnh sao chép nội dung của từ kép IN sang từ kép OUT. d. Lệnh MOV_R:Là lệnh sao chép một số thực từ IN (4 byte) sang OUT (4 byte). e. Lệnh SWAP:Là lệnh trao đổi nội dung của Byte thấp và Byte cao trong nội dung từ đơn IN III – CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN III.1 Lưu đồ điều khiển một chương trình (Xe con) ( Hình 4.2 ) C h¹ y æn ® Þn h G hi lç i C h¹ y tè c ®é 3 C h¹ y tè c ®é 2 C h¹ y tè c ®é 1 T èc ® é 1 T èc ® é 3 L μm v iÖ c K iÓ m tr a lç i D õn g § K T èc ® é 2 § S S § § S § § S Trang 83 III.2 – Chọn PLC và ngôn ngữ lập trình Hệ thống điều khiển cầu trục gồm 3 cơ cấu Xe lớn, Xe con, Cơ cấu nâng hạ và đóng mở gầu. Nhưng trong đó với cơ cấu xe lớn phải chịu tải trọng lớn nhất nên sử dụng 2 động cơ song 2 động cơ này là giống nhau lam việc song song nhau nên chương trình điều khiển cho cơ cấu xe lớn là chung một chương trình, riêng cơ cấu nâng hạ và đóng mở gầu sử dụng 2 động cơ riêng biệt mỗi động cơ được điều khiển bằng một chương trình. Chọn PLC vì các cơ cấu được điều khiển riêng biệt nên số đầu vào ra trong mỗi PLC là ít vậy ta chọn PLC cho các cơ cấu là loại PLC CPU212 để giảm giá thành lắp đặt nâng cấp. Với các cơ cấu có số đầu vào ra vượt quá số đầu vào ra của CPU212 (8 đầu vào, 6 đầu ra) ta sử dụng thêm các module mở rộng để kết nối thêm. Trang 84 Ngôn ngữ sử dụng để viết chương trình điều khiển là sử dụng ngôn ngữ dưới dang liệt kê lệnh STL để viết chương trình điều khiển cho cơ cấu. II.3- Phân cổng vào/ra 1-Tín hiệu vào đối với xe con và xe cầu là giống nhau, trong đó : I0.0 : Tín hiệu vào dừng điều khiển I0.1 : Tín hiệu vào Start I0.2 : Tín hiệu vào vị trí “0” tay gạt điều khiển I0.3 : Tín hiệu vào cựa hạn chiều tiến I0.4 : Tín hiệu vào cựa hạn chiều lùi I0.5 : Tín hiệu vào chiều tiến I0.6 : Tín hiệu vào chiều lùi I0.7 : Tín hiệu vào tốc độ 1 I1.0 : Tín hiệu vào tốc độ 2 I1.1 : Tín hiệu vào tốc độ 3 AIW0 : Tín hiệu vào tương tự 2- Tín hiệu vào đối với chuyển động nâng-hạ và đóng-mở gầu là giống nhau, trong đó : I0.0 : Tín hiệu vào dừng điều khiển I0.1 : Tín hiệu vào Start I0.2 : Tín hiệu vào vị trí “0” tay gạt điều khiển I0.3 : Tín hiệu vào cựa hạn chiều tiến I0.4 : Tín hiệu vào chiều tiến I0.5 : Tín hiệu vào khi hãm I0.6 : Tín hiệu vào tốc độ 1 I0.7 : Tín hiệu vào tốc độ 2 I1.0 : Tín hiệu vào tốc độ 3 I1.1 : Tín hiệu vào tốc độ 4 AIW0 : Tín hiệu vào tương tự 3- Tín hiệu ra đối với xe con và xe cầu là giống nhau, trong đó : Q0.0 : Tín hiệu ra báo sẵn sàng làm việc Q0.1 : Tín hiệu ra chiều tiến Q0.2 : Tín hiệu ra chiều lùi Q0.3 : Tín hiệu ra điều khiển phanh Q0.4 : Tín hiệu ra tốc độ 1 Q0.5 : Tín hiệu ra tốc độ 2 Q0.6 : Tín hiệu ra tốc độ 3 Q0.7 : Tín hiệu ra sự cố Trang 85 4-Tín hiệu ra đối với chuyển động nâng-hạ và đóng-mở gầu là giống nhau, trong đó : Q0.0 : Tín hiệu ra báo sẵn sàng làm việc Q0.1 : Tín hiệu ra chiều tiến Q0.2 : Tín hiệu ra điều khiển phanh Q0.3 : Tín hiệu ra hãm ngược Q0.4 : Tín hiệu ra tốc độ 1 Q0.5 : Tín hiệu ra tốc độ 2 Q0.6 : Tín hiệu ra tốc độ 3 Q0.7 : Tín hiệu ra tốc độ 4 Q1.0 : Tín hiệu ra báo sự cố III.4 – Mạch đầu ra của PLC S7 -200 D1 D2 D3 D4 LED R1 K1 R2 K1 D5 D6 D7 D8 LED R3 K2 R4 K2 1 2 3 4 PLC 5 6GND 7GND 8 K1 G1 K2 G2 K3 G3 K4 G4 Trang 86 Trang 87 D1 D2 D3 D4 R1 K1 R2 K1 K1 G1 K2 G2 D5 D6 D7 D8 R3 K2 R4 K2 K5 G5 K6 G6 D9 D10 D11 D12 R5 K3 R6 K3 K9 G9 K10 G10 D13 D14 D15 D16 R7 K4 R8 K4 K13 G13 K14 G14 D17 D18 D19 D20 R9 K5 R10 K5 K17 G17 K18 G18 K6 K6 R11 K7 K7 R12 K8 K8 R13 K9 K9 R14 K10 K10 R15 D31 1 2 3 4 5 GND 8 R16 Hình 4.4 - 10 Relay ra điều khiển kích Thyristor Trang 88 III.5 Chương trình điều khiển xe III.5-1 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XE CẦU //BIGCAR MOTOR CONTROL PROGRAM //PROGRAM COMMENTS NETWORK 1 //Reading Inputs; Protect Curcuit //NETWORK COMMENTS LD I0.0 LD I0.1 A I0.2 O Q0.0 ALD LDN I0.3 O Q0.2 LDN I0.4 O Q0.1 ALD ON Q0.3 ALD AN V0.0 = Q0.0 NETWORK 2 //Starting Motor LD Q0.0 LPS A I0.5 = Q0.1 LPP A I0.6 = Q0.2 NETWORK 3 //Remove Brake LD Q0.1 O Q0.2 = Q0.3 TON T37, +30 NETWORK 4 //Speed Level 1 LD Q0.3 LD I0.7 O T37 ALD = Q0.4 NETWORK 5 //Speed Level 2 LD Q0.4 TON T38, +30 Trang 89 LD I1.0 O T38 ALD = Q0.5 NETWORK 6 //Speed Level 3 LD Q0.0 LPS A Q0.5 TON T39, +30 LPP LD I1.1 O T39 ALD = Q0.6 NETWORK 7 //Enter value of protect circuit LD SM0.0 MOVW +27, VW1 NETWORK 8 //Compare value of present circuit with protect circuit value LDW>= AIW0, VW1 = Q0.7 NETWORK 9 //Warning LD Q0.7 S V0.0, 1 LDN Q0.7 R V0.0, 1 NETWORK 10 END Trang 90 III.5 -2 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ XE CON //SMALLCAR CONTROL PROGRAM //PROGRAM COMMENTS NETWORK 1 //Reading Inputs; Protect Curcuit //NETWORK COMMENTS LD I0.0 LD I0.1 A I0.2 O Q0.0 ALD LDN I0.3 O Q0.2 LDN I0.4 O Q0.1 ALD ON Q0.3 ALD AN V0.0 = Q0.0 NETWORK 2 //Starting Motor LD Q0.0 LPS A I0.5 = Q0.1 LPP A I0.6 = Q0.2 NETWORK 3 //Remove Brake LD Q0.1 O Q0.2 = Q0.3 TON T37, +30 NETWORK 4 //Speed Level 1 LD Q0.3 LD I0.7 O T37 ALD = Q0.4 NETWORK 5 //Speed Level 2 Trang 91 LD Q0.4 TON T38, +30 LD I1.0 O T38 ALD = Q0.5 NETWORK 6 //Speed Level 3 LD Q0.0 LPS A Q0.5 TON T39, +30 LPP LD I1.1 O T39 ALD = Q0.6 NETWORK 7 //Enter value of protect circuit LD SM0.0 MOVW +71, VW1 NETWORK 8 //Compare value of present circuit with protect circuit value LDW>= AIW0, VW1 = Q0.7 NETWORK 9 //Warning LD Q0.7 S V0.0, 1 LDN Q0.7 R V0.0, 1 NETWORK 10 //Stop END Trang 92 III.5 -3 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ CƠ CẤU NÂNG- HẠ //UP-DOWN BAIL MOTOR CONTROL PROGRAM //PROGRAM COMMENTS NETWORK 1 //NETWORK TITLE (single line) //NETWORK COMMENTS LDN I0.0 LD I0.1 A I0.2 O Q0.0 ALD LDN I0.3 ON Q0.1 ALD AN V0.0 = Q0.0 NETWORK 2 //Starting Motor LD Q0.0 A I0.4 = Q0.1 A Q0.1 = Q0.2 NETWORK 3 //Invert Direct LD Q0.0 A I1.1 = Q0.3 NETWORK 4 //Eliminate invert register LD Q0.1 = Q0.4 NETWORK 5 //Speed Level 1 LD Q0.1 A I0.5 = Q0.5 NETWORK 6 //Delay Time between Speed Level 1 and Speed Level 2 Trang 93 LD Q0.5 TON T37, +30 NETWORK 7 //Speed Level 2 LD Q0.0 A I0.6 A T37 = Q0.6 NETWORK 8 //Delay Time LD Q0.1 A Q0.5 TON T38, +30 NETWORK 9 //Speed Level 3 LD Q0.0 A I0.7 A T38 = Q0.7 NETWORK 10 //Delay Time LD Q0.7 A Q0.1 TON T39, +30 NETWORK 11 //Speed Level 4 LD Q0.6 A I1.0 A T39 = Q0.7 NETWORK 12 //Warning mistake LD SM0.0 MOVW +300, VW2 NETWORK 13 //Compare the preset value with immediate value LD Q0.0 AW>= AIW0, VW2 = Q1.0 NETWORK 14 //Stop control if having error LD Q0.0 A Q1.0 S V0.0, 1 LDN Q1.0 Trang 94 R V0.0, 1 NETWORK 15 //End of Main Program END III.5 - 4 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ CƠ CẤU ĐÓNG- MỞ //OPEN-CLOSE BAIL MOTOR CONTROL PROGRAM //PROGRAM COMMENTS NETWORK 1 //NETWORK TITLE (single line) //NETWORK COMMENTS LDN I0.0 LD I0.1 A I0.2 O Q0.0 ALD LDN I0.3 ON Q0.1 ALD AN V0.0 = Q0.0 NETWORK 2 //Starting Motor LD Q0.0 A I0.4 = Q0.1 A Q0.1 = Q0.2 NETWORK 3 //Invert Direct LD Q0.0 A I1.1 = Q1.0 NETWORK 4 //Eliminate invert register LD Q0.1 = Q0.3 NETWORK 5 //Speed Level 1 Trang 95 LD Q0.1 A I0.5 = Q0.4 NETWORK 6 //Delay Time between Speed Level 1 and Speed Level 2 LD Q0.4 TON T37, +30 NETWORK 7 //Speed Level 2 LD Q0.0 A I0.6 A T37 = Q0.5 NETWORK 8 //Delay Time LD Q0.1 A Q0.5 TON T38, +30 NETWORK 9 //Speed Level 3 LD Q0.0 A I0.7 A T38 = Q0.6 NETWORK 10 //Delay Time LD Q0.6 A Q0.1 TON T39, +30 NETWORK 11 //Speed Level 4 LD Q0.6 A I1.0 A T39 = Q0.7 NETWORK 12 //Warning mistake LD SM0.0 MOVW +300, VW2 NETWORK 13 //Compare the preset value with immediate value LD Q0.0 AW>= AIW0, VW2 = Q1.0 Trang 96 NETWORK 14 //Stop control if having error LD Q0.0 A Q1.0 S V0.0, 1 LDN Q1.0 R V0.0, 1 NETWORK 15 //End of Main Program END