Các lệnh cơ bản khi lập trình cho PLC

Khi lập trình cho PLC chúng ta cần quan tâm đến một số hệ đếm sau : Hệ đếm thập phân - Decimal Hệ đếm BCD - Binary Code Decimal Hệ đếm nhị phân - Binary.. Lu ý Trong một số phần mêm lập

PLC01-04

Các lệnh cơ bản lập trình cho PLC

A Mục đích yêu cầu

• Năm đợc các lệnh cơ bản lập trình cho PLC OMRON, bàng Consol

• Làm quen với thiết bị và các bớc lập trình

• Lập trình ứng dụng mach Stastop - Khởi động động cơ không đồng bộ

B Chuẩn bi :

• Modul đào tạo PLC tối thiểu, Hoặc modul đầy đủ

• Các mô hình nếu có

• Thết bị lập trình cho PLC, Cáp ghép nối, bộ lập trình cầm tay

• Máy tính và phần mềm lập trình

C Lý thuyết :

I Các khái niệm cơ bản:

1.1 Các hệ đếm :

Các bộ sử lý trong PLC chỉ làm việc với dạng dữ liệu có hai trạng thái logic là trạng thái "0" hoặc "1" ( Dữ liệu số ) hay ON hoặc OFF Trong khi đó con

ng-ời thờng quen với hệ đếm thập phân - hệ đếm10 vì vậy cần có các cách biểu diễn và quy đổi các dạng dữ liệu này

Khi lập trình cho PLC chúng ta cần quan tâm đến một số hệ đếm sau :

Hệ đếm thập phân - (Decimal)

Hệ đếm BCD - ( Binary Code Decimal)

Hệ đếm nhị phân - (Binary)

Hệ đếm thập luc ( Hexa) - ( Hexadecimal)

Hệ đếm thập phân (Decimal )

Là hệ đếm sử dụng 10 chữ số là : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 để biểu diễn các con số Hệ thập phân còn kết hợp với hệ nhi phân để có cách biểu diễn gọi là BCD ( Binary Code Decimal )

Hệ đếm nhị phân ( Binary )

Là hệ đếm trong đó chỉ sử dụng hai chữ số là 0 và 1 để biểu diễn tát cả các con số và các đại lợng Thờng đợc xếp thành dãy, 8 chữ số liên tiếp nhau gọi là 1 byte, 16 chữ số liên tiếp gọi là 1 từ - Word,

Mỗi một chữ số trong dãy số nhị phân gọi là một bit Bit ngoài cùng bên phải gọi là bit thứ 0, tiếp đến là bít thứ 1, thứ 2,…cho đến bit ngoài cùng bên trái bit thứ n

Bit nhị phân thứ i trong dãy số nhị phân có giá trị quy đổi sang hệ 10 bằng

2i x 0 hoặc 1 ( trong đó : 0 ; 1 là giá trị của bit n đó ) Số 2i gọi là trọng

số của bít thứ i trong dãy số nhị phân

Ví dụ dãy số nhị phân sau :

Khi viết ngời ta thờng thêm các chữ BIN ( hoặc số 2), BCD, hoặc HEX vào các con số để chỉ hệ đếm của các số đó

Lu ý Trong một số phần mêm lập trình cho máy tính các ký hiệu hệ đếm có thể khác nhau (ví dụ trong ngôn ngữ Basic dấu & chỉ hệ đếm Hexadecimal, Trong ngôn ngữ C là dấu x, ngôn ngữ TurboPascal là dấu $,…)

Bảng4- 1 Cách biểu diễn các hệ đếm

Hệ đếm thập luc ( Hexadecimal)

Là hệ đêm ssử dụng 16 ký tự bao gồm cả chữ và số là :

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F để biểu diễn các con số

Hệ đếm 10 Hexadecimal Nhị phân

Theo bảng trên ta thấy chu kỳ lặp lại của mã Hexadecimal là 15 - F - 1111  tơng đơng với chu kỳ đếm của dãy 4 chữ số nhị phân từ đó có thể suy ra một chữ số trong mã Hexadecimal tơng đơng với 4 chữ số hệ nhị phân Vì vậy

ng-ời ta thờng dùng biểu diễn mã Hexadecimal làm một dạng rút gọn của mã nhị phân

1.2 Một số phép toán nhị phân - phép tính theo Bit :

Dữ liệu trong PLC đợc lu giữ và sử lý dới dạng mã nhị phân, nên ngoài cá

phép tính thông thờng, dữ liệu còn đợc sử lý hoặc lập trình dới dạng sử lý theo bit, chúng tôi giới thiệu một số lệnh sử lý theo bit để minh hoạ làm cơ sở cho việc lập trình Các lệnh nâng cao về sử lý theo bit bạn đọc xem thêm các tài liệu tham khảo

Phép OR logic thực hiện phép tính OR từng bit nh sau ví dụ

A = 0 0 0 0 0 1 0 1

OR B = 0 0 0 0 0 0 1 1 Kết quả = 0 0 0 0 0 1 1 1

Quy tắc thực hiện phép OR từng bit nh sau :

Phép AND logic Thực hiện phép AND từng bit theo quy tắc sau :

0 & 0 = 0

Ví dụ phép AND logic hai số nhị phân sau :

0000 0011

Kết quả : 0000 0001

Phép NOT Phép đảo logic sẽ đảo các bit trong dãy số nhị phân "0" thành "1"

và số "1" thành "0" ví dụ :

Dãy bit A = 0000 1111

Dã bit đảo : A~ = 1111 0000

Phép XOR logic : Thực hiện theo từng bit theo quy tắc sau :

0 XOR 0 = 0

Ví dụ thực hiện phép XOR với hai dãy bit sau :

Trên đây là một số phép tính rất cơ bản dùng trong lập trình cho PLC ban đọc

có thể xem thêm các phép tính khác trình bày trong tài liệu tham khảo

1-3 Một số phơng pháp lập trình

Để lập trình cho PLC có một số phơng pháp lập trình chính là lập trình tuyến tính và lập trình có cấu trúc

• Lập trình tuyến tính là lập trình mà toàn bộ chơng trình ứng dụng sẽ chỉ nằm trong một khối gọi là chơng trình chính và thờng là các lệnh các nhiệm vụ thực hiện tuần tự nối tiếp nhau Kỹ thuật này có đặc điểm là gọn rất thích hợp với các bài toán đơn giản; hoặc các bài toán gồm nhiều các bớc công việc thực hiện nối tiếp nhau Một trong các phơng pháp lập trình

có hiệu quả đối với các bài toán dạng này là dùng kỹ thuật ghi dịch và kỹ thang bớc chúng tôi sẽ trình bày trong phần 4 - Bài 25, bài 26

• Lập trình có cấu trúc là kiểu lập trình chia chơng trình thành ba thành phần chính là : Chơng trình chính - Main Program , Các chơng trình con Sub Program, và Các chơng trình ngắt - Interup Program Mối thành phần giải quyết một nhiệm vụ cụ thể riêng nh sau:

• Chơng trình chính - Main Program : đây là thành phần chính gồm các lệnh điều khiển chung cho tất cả các ứng dụng của chơng trình Các lệnh trong chơng trình này sẽ đợc thực hiện đều đặn trong mỗi chu kỳ quét của CPU Lệnh kết thúc của chơng trình là lệnh END

• Chơng trình con - Subroutine là các thành phần con của chơng trình và

đợc khởi động khi có lệnh gọi đến từ chơng trình chính., kết thúc bằng lệnh (RET) Các chơng trình con và chơng trình ngắt thờng đợc viết ngay sau chơng trình chính

• Các chong trình ngắt- cũng là các thành phần con của chơng trình Khi

có các sự kiện ngắt sảy ra (Các sự kiện này đợc khai báo từ trớc), thì chơng trình chính sẽ dừng ngay các công việc đang thực hiện và nhảy

đến chơng trình ngắt thực hiện các lệnh trong chơng trình này Khi kết

thúc, chơng trình lại quay lại thực hiện tiếp các lệnh đang bị bỏ dở Với kiểu thực hiện này phản ứng của PLC với các sự kiện ngoại vi nhanh hơn Các sự kiện ngắt thờng là Ngắt thời gian, Ngắt truyền thông, Ngắt ngoại vi ví dụ nh đếm tốc độ cao v.v

• Ví dụ Cấu trúc chơng trình của PLC S7-200 :

Ngời đọc có thể xem thêm trong các tài liệu đợc nêu trong phần tài liệu tham khảo để đợc rõ hơn

Main Program

LD…

…

…

MEND

SBR0 Subroutine

…

RET

SBRn Subroutine

…

RET

INT 0

…

RETI

INT n

…

RETI

II Các lệnh cơ bản lập trình cho PLC - CPM1 bằng Consol :

2.1 Các lệnh cơ bản

Mỗi lệnh lập trình cho PLC gồm 2 phần là : " Tên lệnh" và " Toán hạng"

• Tên lệnh thờng là các chữ ví dụ : LD; AND, OR…

• Toán hạng : có thể là " Dữ liệu" hoặc "Địa chỉ"

• Ví dụ Các lệnh sau :

Lệnh Toán hạng

HR00

Các lệnh cơ bản lập trình PLC - CPM1 gồm :

1 Lệnh LD - Lập trình khối đầu tiên của mỗi Network - mỗi dòng lệnh

2 Lệnh AND - Lập trình khối nối nối tiếp

3 Lệnh OR - Lập trình khối nối song song

4 Lệnh NOT - Lập trình khối thờng kín và đi cùng với các lệnh LD, AND, OR

5 Lệnh OUT - Lập trình khối đầu ra

6 Lệnh FUN - Gọi hàm chức năng đặc biệt Trong đó FUN 01 Lập trình hàm END

Biểu tợng của các lệnh trên bộ lập trình Consol cho trong hình:

Địa chỉ

Dữ liệu

Địa chỉ

Hình 4-2 Biểu tợng các lệnh lập trình bằng Consol cho PLC

- CPM1

Một số lệnh cơ bản đặc biệt :

1 Lệnh AND LD lệnh này không có toán hạng dùng để nối nối tiếp 2 tổ hợp khối ví dụ :

2 Lệnh OR LD lệnh này không có toán hạng dùng để nối song song hai tổ hợp khối Ví dụ:

3 Lệnh tạo mạch phân nhánh OUT TRn trong đó n có thể chon từ 0 đến 7 với PLC CPM1 ví dụ :

2.2 Giới thiệu về Console - Thiết bị lập trình cầm tay:

LD NOT 001

AND LD

001

END

OR LD

END 01

001

END

TR0

000

002 003

1000

END

1001

Mã lệnh :

OR LD

END (01)

Khoá chọn chế độ làm việc Khoá :

PR01

OMRON

000

PROGRAM

MONITOR RUN

AND

CH DM

Màn hình

Thứ tự

Hình 4-3 - Bộ lập trình cầm tay

• Chế độ RUN chạy chơng trình

• Chế độ Monitor : Chạy kiểm tra chơng trình

• Chế độ Stop Program dùng để lập trình

3 Các lệnh khác :

• Lệnh Xoá Pasword lần lợt ấn các phím : CLR  MONTR  CLR

• Lệnh xoá toàn bộ chơng trình :

Khoá chuyển PROGRAM

Lần lợt ấn các phím : CLR SET NOTRESETMONTRE CLR

• Lệnh xoá một câu lệnh:

Khoá chuyển về chế độ PROGRAM

Ân phím Để hiện ra lệnh cần xoá

Ân phím DEL và sau đó ấn phím

• Lệnh chèn một câu lệnh

Khoá chuyển về chế độ PROGRAM

Ân phím Để hiện ra lệnh sau lệnh cần chèn

Đánh lệnh cần chèn và sau đó ấn phím INS tiếp theo ấn

• Lệnh xem và kiểm tra câu lệnh :

Để xem và kiểm tra trạng thái ON hoặc OF của các tiếp điểm khoá để ở chế độ Monitor

Ân phím để hiện ra lệnh cần xem, sau đó đa tín hiệ vào PLC và xem trạng thai tiếp điểm trên màn hình Consol Ví dụ xem trạng thái đầu ra OUT 1000:

D Các bớc thực hành

Trạng thái

Hình 4-4 Màn hình lập trình Consol trong chế độ Monitor - kiểm tra trạng thái đầu ra OUT 1000

1 Tìm hiểu mạch khởi động động cơ không đồng bộ sơ đồ phần F.

2 Liệt kê đầu vào ra : 2 đầu vào, 1 đầu ra chọn PLC CPM1A

3 Phân cổng vào ra : Vào 000 - Sta, 001 - Stop Đầu ra 1000 - K

4 Lập lu đồ chơng trình

5 Dich lu đồ sang giản đồ thang

6 Lập trình

• Nối PLC với thiết bị lập trình Consol sau đó bật nguồn

• Xoá PassWord bằng cách ấn lần lợt : Clr -> Montre -> Clr

• Xoá toàn bộ chơng trình cũ :

a Khoá chuyển chế dộ Program sau đó bấm lần lợt các phím:

b Clr -> Set -> Not -> Reset -> Montre -> Clr , Clr

• Lập trình cho PLC bằng cách để khoá ở chế độ Program và đánh mã lệnh sau:

7 Chuyển PLC về chế độ Monitor

001

1000

END

B

ớc Mã lệnh Địa chỉ

04 END (01)

8 Chạy kiểm tra chơng trình bằng cách đa tín hiệu vào PLC - Bật công tắc CT0 cho đầu vào 000 - ON, xem trạng thái đầu ra trên PLC và trên màn hình Consol bằng cách ấn phím để hiện ra lệnh cần xem trên màn hình Cosol và xem kết quả

9 Nối PLC với mô hình hoặc thiết bị thí nghiệm

10 Kiểm tra nối Phải đảm bảo chắc chắn là điện áp nguồn cấp cho PLC, cho khởi động từ, áptomat, là phù hợp với các điện áp cho phép ghi trên đầu nguồn cấp của thiết bị

11 Chạy thử nghiệm hệ thống:

E Câu hỏi cuối bài học

1 Dựng lu đồ chơng trình mach Stastop

2 Phát triển chơng trình điều khiển khởi động thuận ngợc động cơ không đồng bộ

3 Viết mã lệnh và thử nghiệm tính đúng đắn của chơng trình bằng cách lập trình và thử nghiệm trên PLC đoạn chơng trình sau:

Màn hình

Lệnh

Trạng thái

001

END 008

005

F Sơ đồ nối thiết bị

1 Sơ đồ lắp ráp PLC với các thiết bị của hệ điều khiển :

Start Stop

CPM1A 20CDR

0 +24

+24 V 0V

K

L N COM 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11

CH0

CH10 00 01 02 03 04 05 06 07 Com C C C C C C Com

Hình 4.2 Sơ đồ nối PLC với khởi động từ K dùng để khởi động

động cơ không đồng bộ- thay cho mach điều khiển Logic điện

TR0

000

002 003

1000

END

1001

Mạch lực :

Sơ đồ lắp ráp mach lực và mạch điều khiển khởi động động cơ không đồng bộ.:

K

Aptomat

Ung ~

Động cơ không đồng bộ

Mạch điều khiển Logic điện Khi cha dùng PLC

Start

K