Thiết kế hệ thu thập điều khiển và giám sát thông số lưới điện

ứng dụng PLC và phần mềm WinCC để thiết kế hệ thu thập điều khiển và giám sát thông số lưới điện thông qua lập trình bằng Simatic Step 7. đưa ra các thông số đầu ra tín hiệu analog sau khi thực hiện lệnh scale, tính toán công suất, cảnh báo quá tải, quá áp v.v...

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công nghiệp hóa hiện đại hoá đất nước, yêu cầu ứng dụng tự độnghoá ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tựđộng, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ ) Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, côngnghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiếnkhả trình PLC nhằm thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được sốlượng sản phẩm lớn, nhanh, chất lượng cao mà lại giảm chi phí kinh tế

Dây chuyền sản xuất tự động PLC giảm sức lao động của công nhân màsản xuất lại đạt hiệu quả cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội Để đáp ứngđược điều đó thì nhu cầu điện năng cung cấp cho các công ty, xí nghiệp là rấtlớn Do vậy, việc tiết kiệm điện năng là rất cần thiết, để tiết kiệm điện năng tacần một hệ thống giám sát nó

Để chúng em nâng cao kiến thức về ngành điện, nhà trường, khoa đã tạođiều kiện cho chúng em được làm đồ án tốt nghiệp trước khi kết thúc khóa học

Đồ án tốt nghiệp đối với chúng em là một sự tập dượt quý báu trước khi bước

vào thực tế khó khăn Đề tài mang tên “Thiết kế hệ thu thập điều khiển và giám sát thông số lưới điện”

Trong suốt thời gian làm đồ án với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáotrong Khoa Điện – Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, và đặc biệt là sự

hướng dẫn tận tình, chi tiết của thầy giáo Nguyễn Bá Khá đã giúp đỡ chúng em

rất nhiều để có thể hoàn thành bản đồ án này

Xin gửi tới thầy giáo Nguyễn Bá Khá cùng toàn thể các thầy cô giáo trong

khoa Điện lời cảm ơn chân thành nhất!

Hà Nội, ngày 21 tháng 04 năm 2018

Nhóm đồ án

*Tính cấp thiết của đề tài:

Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, hệ thống lưới truyền tải, lưới phânphối và các phụ tải tiêu thụ điện Chúng gắn bó với nhau thành một thể thốngnhất, nếu bị phá vỡ thì sẽ xảy ra những hậu quả nặng nề toàn hệ thống và quátrình sản xuất của các công ty, xí nghiệp bị ngưng đọng gây ảnh hưởng khôngnhỏ đến nền kinh tế quốc dân Do vậy đòi hỏi một sự quản lý, giám sát, điềukhiển vận hành an toàn, tin cậy cho toàn hệ thống Một trong những hệ thống trợgiúp đắc lực cho việc giám sát, điều khiển đó là hệ thống điều khiển giám sát vàthu thập dữ liệu SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)

*Mục đích của đề tài:

Tìm hiểu được các đặc điểm về cấu tạo kỹ thuật và các tập lệnh cơ bản củaPLC S7-300, tiếp cận được với thiết bị và công nghệ bài toán thực tế, có thể vậndụng kiến thức đã học để thiết kế hệ thu thập điều khiển và giám sát thông sốlưới điện

*Phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng vào giải quyết bài toán giám sát, điều khiểnvới mô hình trong phòng thí nghiệm

Đề tài gồm 3 chương chính như sau:

Chương I: Tổng quan về hệ thu thập đo lường điều khiển và giám sátChương II: Tổng quan về PLC S7-300 và phần mềm giám sát WinCCChương III: Thiết kế và xây dựng hệ thống giám sát thông số lưới điệnTrong quá trình nghiên cứu cũng như làm bài báo cáo đồ án do trình độ lýluận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên bài báo cáo khó tránh khỏinhững thiếu sót mong các thầy cô bỏ qua, chúng em rất mong nhận được những

ý kiến đóng góp quý báu của quý thầy cô để hoàn thiện hơn về kiến thức cũngnhư kinh nghiệm trong tương lai

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Hà nội, ngày tháng năm 2018

Giáo viên hướng dẫn

Nhận xét của hội đồng phản biện

MỤC LỤ CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THU THẬP ĐO LƯỜNG

ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 11

1.1 Tổng quan hệ thu thập đo lường điều khiển và giám sát 11

1.2 Cấu trúc chung của hệ thu thập đo lường điều khiển và giám sát 13

1.3 Giao thức PROFINET 15

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PLC S7-300 VÀ

PHẦN MỀM GIÁM SÁT WINCC 19

2.1 Tổng quan PLC S7-300 19

2.1.1.Các module của PLC S7-300 19

2.1.2 Các mode hoạt động 22

2.1.3 Các kiểu dữ liệu 23

2.1.4 Cấu trúc bộ nhớ 23

2.1.5 Chu kỳ vòng quét của PLC S7-300 25

2.1.6 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng 26

2.1.7 Cấu trúc chương trình của PLC S7-300 27

2.1.8 Các khối OB đặc biệt 28

2.1.9 Tập lệnh của PLC S7-300 29

2.2 Phần mềm SIMATIC Manager 37

2.3 Phần mềm WinCC 41

CHƯƠNG III THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG

GIÁM SÁT THÔNG SỐ LƯỚI ĐIỆN 45

Yêu cầu 45

3.1 Sơ đồ khối hệ thống 45

3.1.1 Lựa chọn thiết bị 46

3.1.2 Bảng địa chỉ và ra 52

3.2 Sơ đồ đấu dây 53

3.3 Mạch đấu dây thực tế 53

3.4 Lưu đồ thuật toán 54

3.4.1 Lưu đồ chương trình chính 54

3.4.2 Lưu đồ cảnh báo 54

3.4.3 Lưu đồ WinCC 55

3.5 Các lệnh sử dụng 55

3.6 Hiển thị trên WinCC 61

3.6.1 Mô phỏng và hiển thị 61

3.6.2 Hiển thị giá trị thực tế của mô hình 68

Kết luận: 69

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Mô hình phân cấp chức năng của hệ SCADA 13

Hình 1.2: Cấu trúc cơ bản của một hệ SCADA 14

Hình 2.1: Các khối trên một thanh rack của trạm PLC S7-300 19

Hình 2.2: Các Module tích hợp CPU của PLC S7-300 20

Hình 2.3: Các module vào/ ra và mở rộng của PLC S7-300 21

Hình 2.4: Mặt trước CPU S7-300 22

Hình 2.5: Phân chia vùng nhớ S7-300 23

Hình 2.6: Vòng quét chương trình 26

Hình 2.7: Trao đổi dữ liệu giữa CPU và Module mở rộng 27

Hình 2.8: Cấu trúc lập trình PLC S7-300 27

Hình 2.9: Ví dụ ngôn ngữ STL 30

Hình 2.10: Ví dụ ngôn ngữ LAD 30

Hình 2.11: Cấu trúc của một hệ thống sử dụng PLC 37

Hình 2.12: Khởi tạo chương trình mới 38

Hình 2.13: Chọn CPU cho PLC 38

Hình 2.14: Chọn ngôn ngữ lập trình 38

Hình 2.15: Đặt tên cho chương trình mới 39

Hình 2.16: Cửa sổ chương trình 39

Hình 2.17: Chọn phần cúng cho PLC 39

Hình 2.18: Chọn giao thức kết nối 40

Hình 2.19: Chọn kiểu kết nối TCP/IP 40

Hình 2.20: Cửa sổ làm việc của WinCC 43

Hình 2.21: Thêm driver để liên kết với step7 43

Hình 2.22: Chọn kiểu kết nối mới 44

Hình 2.23: Tạo các nametag và gán địa chỉ 44

Hình 2.24: Tạo giao diện hiển thị trên WinCC 44

Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 45

Hình 3.2: Bộ chuyển đổi đo dòng điện 46

Hình 3.3: Sơ đồ nối dây của bộ chuyển đổi AAC 47

Hình 3.4: Sơ đồ hoạt động của bộ AAC 48

Hình 3.5: Bộ chuyển đổi đo điện áp 48

Hình 3.6: Sơ đồ nối dây bộ chuyển đổi VAC 49

Hình 3.7: Sơ đồ hoạt động của bộ chuyển đổi VAC 50

Hình 3.8: Bộ chuyển đổi đọc thông số cos φ 50

Hình 3.9: Sơ đồ nối dây bộ chuyển đổi đo lường PF 51

Hình 3.10: Sơ đồ hoạt động bộ chuyển đổi PF 51

Hình 3.11: Động cơ Siemens 3 pha cỡ nhỏ 52

Hình 3.12: Sơ đồ đấu nối 53

Hình 3.13: Mạch đấu dây thực tế 53

Hình 3.14: Tạo các tagname sử dụng 61

Hình 3.15: Thư viện của thanh công cụ Standard 62

Hình 3.16: Tạo bảng chữ trang trí cho giao diện 62

Hình 3.17: Thư viện hộp thoại Smart objects 62

Hình 3.18: Hộp thoại cấu hình I/O field 62

Hình 3.19: Các tags của project 62

Hình 3.20: Các thông số lưới điện cần hiển thị 64

Hình 3.21: Cửa sổ thư viện WinCC 64

Hình 3.22: Thư viện của Alam Logging 65

Hình 3.23: Các dòng cảnh báo 65

Hình 3.24: Tạo hình đèn báo 65

Hình 3.25: Thuộc tính đèn cảnh báo quá tải 66

Hình 3.26: Chọn tag và đổi màu của đèn 66

Hình 3.27: Mô phỏng bằng PLCSIM 67

Hình 3.28: Hệ thống hoạt động bình thường 67

Hình 3.29: Cảnh báo quá tải 68

Hình 3.30: Cảnh báo điện áp thấp hoặc quá cao 68

Hình 3.31: Giá trị thực tế 68

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 Thực hiện với số nguyên 16 bit 34

Bảng 2 Thực hiện với số nguyên 32 bit 35

Bảng 3 Thực hiện với số thực 35

Bảng 4: Địa chỉ đầu vào 52

Bảng 5: Địa chỉ đầu ra (hiển thị kết quả đo) 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giáo trình PLC S7-300 lý thuyết và ứng dụng – ThS Nguyễn Xuân Quang – nhà xuất bản TPHCM, 2006

2 Điều khiển với SIMATIC S7-300 – Phan Xuân Minh & Nguyễn Doãn Phước – nhà xuất bản Bách Khoa Hà Nội

3 Bộ tài liệu Transducer – M-system Co., Ltd

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THU THẬP ĐO LƯỜNG

ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT

1.1 Tổng quan hệ thu thập đo lường điều khiển và giám sát

SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition là một hệ thống quản

lý tự động hóa trong công nghiệp với chức năng điều khiển giám sát và thu thập

dữ liệu Khởi nguồn của hệ thống SCADA chính là các thiết bị nhập, xuất dữliệu được sử dụng để kiểm soát từ xa các hoạt động công nghiệp trong nhữngnăm 1960 Chỉ đến đầu những năm 1970, khái niệm “SCADA” mới được hìnhthành, khi mà các bộ vi xử lý và điều khiển khả trình PLC (Programmable LogicController) phát triển, từ đó giúp nâng cao khả năng quản lý và kiểm soát quytrình tự động hóa ở các doanh nghiệp

Trong những năm 1980 và 1990, hệ thống SCADA đã được cải tiến với việc

sử dụng mạng cục bộ LAN (Local Area Network), cho phép các hệ thốngSCADA kết nối với nhau, và là tiền đề cho sự phát triển của phần mềm giaodiện người - máy trên máy tính (PC - based HMI software)

Đến những năm 1990 và đầu 2000, các cơ sở dữ liệu (CSDL) sử dụng ngônngữ truy vấn cấu trúc (SQL) đã trở thành tiêu chuẩn cho CSDL công nghệ thôngtin Tuy nhiên, nhiều nhà lập trình SCADA đã không ứng dụng phương phápnày, khiến công nghệ SCADA có những bước lùi trong giai đoạn này Nhưngngay sau thời kì này, khi các tiêu chuẩn công nghệ thông tin hiện đại và cácphương pháp như ngôn ngữ SQL đã được ứng dụng vào hệ thống SCADA, các

hệ thống này đã trở nên hiệu quả, an toàn, ổn định và năng suất hơn

 Ưu thế:

Với cơ chế hoạt động trên, một hệ thống SCADA sẽ cho phép các doanhnghiệp thu thập, quản lý dữ liệu, tương tác và kiểm soát hoạt động của các loạimáy móc, thiết bị như van, máy bơm hay các động cơ, cũng như lưu trữ mọithông tin vào tệp tin máy chủ Nhờ tính năng ưu việt, hệ thống SCADA đã vàđang được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp hiện đại như nănglượng, thực phẩm, dầu khí, vận tải, xử lý nước và rác thải, v.v với một số ưuthế nổi bật như:

Nâng cao năng suất: nhờ quá trình phân tích các quy trình sản xuất, nhà

quản lý có thể dùng các thông tin này để gia tăng hiệu quả sản xuất và cải tiến

kỹ thuật

Cải thiện chất lượng sản phẩm: cũng thông qua việc phân tích các hoạt

động, nhà quản lý có thể tìm cách hạn chế, ngăn chặn các sai sót trong quá trìnhsản xuất

Giảm chi phí vận hành và bảo trì: khi một hệ thống SCADA được lắp đặt,

doanh nghiệp sẽ không cần quá nhiều nhân sự cho việc quản lý giám sát các

thiết bị hiện trường được đặt ở các vị trí xa Bên cạnh đó, doanh nghiệp cũngkhông phải chi trả cho các chuyến đi kiểm tra, bảo trì ở xa, thế nên, chi phí bảotrì cũng sẽ được giảm bớt.

Bảo toàn vốn đầu tư: khi các chủ nhà máy đầu tư nâng cấp hoạt động sản

xuất, họ cần đảm bảo sự nâng cấp đó có tính sử dụng lâu dài Một hệ thốngSCADA được thiết kế mở sẽ cho phép chủ đầu tư chỉnh sửa, thay đổi tùy theoquy mô sản xuất, nhờ đó giúp loại bỏ các hao hụt theo thời gian

 Xu hướng phát triển:

Cho đến nay, SCADA vẫn luôn được cải tiến liên tục và trong những nămgần đây, các chuyên gia dự đoán hệ thống này sẽ phát triển theo các xu hướngchính sau:

 Kết hợp hệ điều hành Windows với các hệ thống SCADA:

Nền tảng Windows giúp gia tăng sự ổn định, khả năng bảo trì phần cứng

và phần mềm cũng như khả năng thay thế cho sản phẩm SCADA sẵn có Ngoài

ra, chi phí của phương thức này lại rất cạnh tranh cho hầu hết các doanh nghiệp

 Giao thức mở:

Việc sử dụng các giao thức mở không chỉ là nhu cầu của thị trường, mà đãtrở thành xu hướng nhằm làm giảm các chi phí khi tích hợp hệ thống, cho phépthu được các dữ liệu ổn định, và làm giảm thời gian thiết kế các ứng dụng Tuynhiên,doanh nghiệp không chỉ cần xem xét khả năng tương thích của các giaothức, mà còn cần tối ưu hóa chúng khi sử dụng trong hệ thống SCADA Vì thế,đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu giữa các thiết bị và phần mềm được đánh giá là sẽgiúp các doanh nghiệp có nhiều lợi ích hơn từ cấu trúc hệ thống mở

 Tích hợp dữ liệu và cấu trúc OPC UA (OPC Unified Architecture):

Việc tích hợp dữ liệu giữa SCADA và các hệ thống khác trong doanhnghiệp như hệ thống hoạch định tài nguyên doanh nghiệp (ERP), chuỗi cung cấp–Supply Chain, và các hệ thống khác, ngày càng trở nên quan trọng

OPC nổi lên như là một nỗ lực tiêu chuẩn hóa các lớp của bộ điều khiển I/

O, truy cập dữ liệu - (DA), các sự kiện và cảnh báo (AE), dữ liệu quá khứ(HAD) và các tính năng khác Sáng kiến này tập trung vào khả năng tương táccủa các hệ thống, và tìm kiếm một tiêu chuẩn chung cho các mô hình riêng lẻ.Với việc sử dụng một tiêu chuẩn chung, phương pháp này có thể áp dụng với bất

kỳ hệ điều hành nào, từ đó giúp tạo ra các mô hình dữ liệu lớn hơn trong các hệthống SCADA, và giúp mở rộng hệ thống tùy theo sự phát triển quy mô doanhnghiệp

1.2 Cấu trúc chung của hệ thu thập đo lường điều khiển và giám sát

Mọi hệ thống SCADA đều có bốn thành phần chính sau:

Giao diện quá trình: bao gồm các cảm biến, thiết bị đo, thiết bị chuyển

đổi và các cơ cấu chấp hành

Trạm thu thập dữ liệu trung gian: là các khối thiết bị đầu cuối từ xa RTU

(Remote Terminal Units) hoặc các khối điều khiển logic khả trình PLC(Programmable Logic Controllers) có chức năng giao tiếp với các thiết bị chấphành

Hệ thống truyền thông: bao gồm các mạng truyền thông công nghiệp, các

thiết bị viễn thông và các thiết bị chuyển đổi dồn kênh có chức năng truyền dữliệu cấp trường đến các khối điều khiển và máy chủ

Phần cứng: là các thiết bị kết nối như modem, hộp nối, cáp truyền và các thiết

bị thu phát vô tuyến (trong hệ thống không dây_ wireless), các trạm lặp (trongtrường hợp truyền đi xa)

Phần mềm: đó là các giao thức truyền thông (protocol), các ngôn ngữ lậptrình được dùng để các thiết bị có thể giao tiếp với nhau

Hệ thống điều khiển giám sát: gồm các phần mềm và giao diện

người-máy HMI (Human Machine Interface)

Trong một hệ thống SCADA thông thường, thông tin từ các cảm biến hay

cơ cấu chấp hành sẽ được thu thập bởi các trạm dữ liệu trung gian như RTUhoặc PLC Các khối thiết bị này sau đó sẽ truyền thông tin về hệ thống điềukhiển giám sát hay đôi khi còn gọi là SCADA- HMI thông qua mạng LAN hayWAN Hệ thống điều khiển giám sát sẽ kết nối người quản lý với toàn bộ cácthông tin bằng giao diện trình duyệt trên máy tính Từ giao diện này, người quản

lý có thể quan sát các tín hiệu thu thập được và điều khiển thiết bị từ màn hìnhmáy tính

Hình 1.1: Mô hình phân cấp chức năng của hệ SCADA

Hình 1.2: Cấu trúc cơ bản của một hệ SCADAVới đề tài mà nhóm chúng em đang thực hiện thì các cấp của SCADA cụ

thể như sau :

 Cấp điều khiển giám sát : Máy tính cá nhân được cài đặt các phần mềm

Wincc , Simatic manager step7

 Cấp điều khiển : Sử dụng PLC s7 300 CPU 314 2PN/DP, modul mở

rộng SM 334 AI5/A02 ×12bit…

 Cấp hiện trường : Là các mô hình giám sát điện năng bao gồm:

+ AAC Transducer bộ chuyển đổi dòng điện với Input [0-5A] Output [4- 20mA] + VAC Transducer bộ chuyển đổi điện áp với Input [0-5A ] Output [4-20mA] +PF Transducer bộ chuyển đổi hệ số công suất với Input [0-5A ] Output [4-20mA] + Tải: động cơ Siemens 3 pha cỡ nhỏ

*chú ý : các tín hiệu vào /ra đều sử dụng điện áp 24VDC

1.3 Giao thức PROFINET

PROFINET ( từ viết tắt profinet dành cho Pro cess Field Net ) là tiêu

chuẩn kỹ thuật trong ngành cho truyền thông dữ liệu qua Ethernet công nghiệp ,được thiết kế để thu thập dữ liệu và kiểm soát, thiết bị trong các hệ thống côngnghiệp , với sức mạnh đặc biệt trong việc phân phối dữ liệu thứ tự từ 1ms trởxuống) Tiêu chuẩn này được duy trì và hỗ trợ bởi Profibus & ProfinetInternational , một tổ chức bảo trợ có trụ sở tại Karlsruhe, Đức

ms Cấu hình của một hệ thống IO đã được giữ tương tựnhư PROFIBUS PROFINET IO luôn chứa khái niệm thời gian thực

Hệ thống PROFINET IO bao gồm các thiết bị sau:

 Bộ điều khiển IO, điều khiển nhiệm vụ tự động hóa

 Thiết bị IO, là thiết bị trường, được giám sát và điều khiển bởi Bộ điều khiển IO Thiết bị IO có thể bao gồm một số mô-đun và mô-đun phụ

 IO Supervisor là phần mềm thường dựa trên PC để thiết lập các thông số

và chẩn đoán thiết bị IO riêng lẻ

Một quan hệ ứng dụng (AR) được thiết lập giữa một bộ điều khiển IO và mộtthiết bị IO Các AR này được sử dụng để xác định mối quan hệ truyền thông(CR) với các đặc điểm khác nhau cho việc chuyển các tham số, trao đổi dữ liệutuần hoàn và xử lý báo động

Các đặc điểm của thiết bị IO được mô tả bởi nhà sản xuất thiết bị trong mộttệp Mô tả Trạm chung (GSD) Ngôn ngữ được sử dụng cho mục đích này làGSDML (Ngôn ngữ đánh dấu GSD) - một ngôn ngữ dựa trên XML Tệp GSDcung cấp phần mềm giám sát với cơ sở lập kế hoạch cấu hình của hệ thốngPROFINET IO

 Vòng đời kết nối IO

Vòng đời kết nối PROFINET IO mô tả kết nối giữa bộ điều khiển IOPROFINET và thiết bị IO Kết nối cho phép trao đổi tuần hoàn dữ liệu IO quátrình và xử lý cảnh báo tuần hoàn Vòng đời kết nối PROFINET IO bao gồm độphân giải địa chỉ, thiết lập kết nối, tham số hóa, xử lý dữ liệu IO / xử lý cảnh báo

và kết thúc

-Độ phân giải địa chỉ

Một thiết bị PROFINET IO được xác định trên mạng PROFINET bằng tênkênh của nó thiết lập kết nối, tham số hóa và xử lý cảnh báo được thực hiệnvới Giao thức datagram người dùng (UDP), yêu cầu thiết bị cũng được gánmột địa chỉ IP Sau khi xác định thiết bị bằng tên kênh, bộ điều khiển IO gánđịa chỉ IP được định cấu hình trước cho thiết bị

+Dữ liệu bản ghi CR hỗ trợ trao đổi dữ liệu nhật ký

+Một báo động CR hỗ trợ việc xử lý báo động

+CR đa hướng cho phép dữ liệu quy trình tuần hoàn được xuất bản bởi mộtnút để tiêu thụ bởi bất kỳ số lượng người tiêu dùng nào

Ngoài AR và CR, yêu cầu kết nối chỉ định cấu hình mô đun của IODevice,

bố cục của các khung dữ liệu quá trình IO, tỷ lệ tuần hoàn của trao đổi dữ liệu

IO và hệ số giám sát

Sự thừa nhận yêu cầu kết nối của thiết bị IO cho phép tham số hóa theosau Từ thời điểm này trở đi, cả Thiết bị IO và Bộ điều khiển IO bắt đầu trao đổicác khung dữ liệu I / O quy trình tuần hoàn Các khung dữ liệu I / O quá trìnhkhông chứa dữ liệu hợp lệ tại thời điểm này, nhưng chúng bắt đầu phục vụ nhưgiữ nguyên để giữ cho cơ quan giám sát hết hạn

-Tham số

Bộ điều khiển IO ghi dữ liệu tham số hóa cho từng mô-đun phụ của Thiết bị

IO phù hợp với tập tin Ngôn ngữ đánh dấu mô tả chung (GSDML) Khi tất cảcác mô-đun phụ đã được cấu hình, Bộ điều khiển IO báo hiệu rằng tham số đãkết thúc Thiết bị IO đáp ứng bằng cách sẵn sàng báo hiệu ứng dụng, cho phéptrao đổi dữ liệu IO quá trình và xử lý cảnh báo để xảy ra

-Xử lý trao đổi dữ liệu IO / xử lý cảnh báo

Thiết bị IO được theo sau bởi Bộ điều khiển IO bắt đầu làm mới dữ liệu I / Oquá trình hợp lệ theo chu kỳ Bộ điều khiển IO xử lý các đầu vào và điều khiểnđầu ra của thiết bị IO.[4] Các thông báo cảnh báo được trao đổi theo chu kỳ giữa IOController và IO Device khi các sự kiện và lỗi xảy ra trong giai đoạn này trongvòng đời kết nối PROFINET IO

Mỗi mô-đun trong mạng PROFINET có ba địa chỉ:

+Địa chỉ MAC

+Địa chỉ IP

+Tên thiết bị, tên logic cho mô-đun trong tổng cấu hình

Vì PROFINET sử dụng TCP / IP nên địa chỉ MAC và IP được sử dụng Địachỉ MAC sẽ thay đổi nếu thiết bị được thay thế Địa chỉ IP là một dạng địa chỉmạng có thể được gán động Vì cần có địa chỉ cố định nên tên thiết bị được sửdụng

Để phân bổ địa chỉ IP, mặt nạ mạng con và cổng mặc định, hai phương thứcđược xác định:

thời gian thực trong một chu kỳ xe buýt Giao tiếp RT đại diện cho cơ sở choviệc trao đổi dữ liệu cho PROFINET IO Dữ liệu thời gian thực được xử lý vớimức ưu tiên cao hơn dữ liệu TCP (UDP) / IP RT cung cấp cơ sở cho truyềnthông thời gian thực trong lĩnh vực ngoại vi phân tán và cho mô hình thành phầnPROFINET Loại trao đổi dữ liệu này cho phép thời gian chu kỳ xe buýt trongphạm vi vài trăm micro giây Dữ liệu PROFINET IO truyền qua PROFINET RT

sử dụng EtherType 0x8892

 Giao tiếp không đồng bộ

Trao đổi dữ liệu không đồng bộ với PROFINET được định nghĩa trong kháiniệm Isochronous Real-Time (IRT) Chu kỳ trao đổi dữ liệu thường nằm trongphạm vi vài trăm micro giây đến vài phần nghìn giây Sự khác biệt đối vớitruyền thông thời gian thực về cơ bản là mức độ quyết định cao, do đó việc bắtđầu chu trình mạng được duy trì với độ chính xác cao Sự bắt đầu của chu kỳmạng có thể lệch tới 1 µs (jitter) IRT là bắt buộc, ví dụ, đối với các ứng dụngđiều khiển chuyển động (các quy trình điều khiển định vị) vì các thiết bị này cầnđược đồng bộ hóa Cùng tồn tại với khung PROFINET RT và TCP / IP trêncùng một cáp vẫn được duy trì

 Đồng bộ hóa

PROFINET IRT sử dụng cơ chế đồng hồ trong suốt để đồng bộ hóa các thiết

bị IRIN PROFINET Cơ chế đồng hồ trong suốt được xác định trong IEEE1588-2008 (1588 V2) Điều này tạo ra một vòng điều khiển giữa đồng hồ chủ vàđồng hồ phụ

 Đặt chỗ băng thông

Phương thức đặt trước băng thông dự trữ thời gian (băng thông) trên mạngcho các khung PROFINET được gửi qua IRT Một miền thời gian riêng biệtđược tạo ở đầu chu kỳ mạng, trong đó tất cả các khung IRT được gửi đi Sau khimiền thời gian IRT hoàn tất, khung PROFINET RT và cuối cùng là các khungTCP / IP không quan trọng thời gian được gửi đi

S7-300 được thiết kế dựa trên tính chất của PLC S7-200 và bổ sung những tính năng mới, đặc biệt trong điều khiển liên kết cả hệ thống nhiều PLC.

2.1.1.Các module của PLC S7-300

Nhằm mục đích tăng tính mềm dẻo trong các ứng dụng thực tế, các đốitượng điều khiển của một trạm S7-300 được chế tạo theo Module

Các Module gồm có: Module CPU, nguồn, ngõ vào/ra số, tương tự, mạng,

Số lượng Module nhiều hay ít tùy vào yêu cầu thực tế, song tối thiểu bao giờcũng có một Module chính là CPU, các Module còn lại nhận truyền tín hiệu vớiđối tượng điều khiển, các Module chức năng chuyên dụng như PID, điều khiểnđộng cơ,… chúng được gọi chung là Module mở rộng

Cấu hình của một trạm PLC S7-300 như sau:

Hình 2.1: Các khối trên một thanh rack của trạm PLC S7-300

Module CPU: chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thời gian,

bộ đếm, cổng truyền thông (RS485) và có thể có vài cổng vào/ra số onboard

PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau, chúng được đặt tên theo bộ vi xử

lý có trong CPU như CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318…

Những Module cùng có chung bộ vi xử lý nhưng khác nhau về cổng vào/raonboard, khác nhau về các khối hàm đặc biệt có sẵn trong thư viện của hệ điềuhành được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng cách thêm cụm từ IFM(Intergrated Function Module) Ví dụ Module CPU314 IFM

Ngoài ra còn có các loại Module CPU với hai cổng truyền thông, trong đócổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán

có kèm theo những phần mềm tiện dụng được cài đặt sẵn trong hệ điều hành.Các loại CPU này được phân biệt với các CPU khác bằng tên gọi thêm cụm từ

DP (Distributted Port) trong tên gọi Ví dụ Module CPU 314C-2DP…

Hình ảnh sau minh họa một số CPU của PLC S7-300:

CPU312IFM CPU314C-2PIP CPU314 CPU314C-2DP

Module mở rộng: chia làm 5 loại

+PS ( Power Supply): Module nguồn nuôi Có 3 loại 2A, 5A và 10A

+SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:+DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số Số các cổng vào số

mở rộng có thể là 8, 16, hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại Module

+DO (Digital Output): Module mở rộng các cổng ra số Số các cổng ra số

mở rộng có thể là 8, 16 hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại Module

+DI/DO (Digital input/Digital output): Module mở rộng các cổng vào/ra số

Số các cổng vào/ra số có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tùy thuộc từng loại Module

+AI (Analog input): Module mở rộng cổng vào tương tự Chúng là bộchuyển đổi tương tự số 12 bits (AD) Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4, 8tùy từng loại Module+AO (Analog output): Module mở rộng các cổng ra tương

tự Chúng là những bộ chuyển đổi số tương tự (DA) Số các cổng ra tương tự cóthể là 2, 4 hoặc 8 tùy thuộc từng loại

Hình 2.2: Các Module tích hợp CPU của PLC S7-300

+AI/AO (Analog input/Analog output): Module mở rộng vào/ra tương tự.

Số cổng vào/ra tương tự có thể là 4 vào/ 2 ra hoặc 4 vào/ 4 ra tùy từng loạiModule

+IM (Interface Module): Module ghép nối Đây là loại Module chuyên dụng

có chức năng nối các nhóm Module mở rộng lại với nhau thành một khối vàđược quản lý chung bởi một CPU Một CPU có thể làm việc trực tiếp nhiều nhất

4 rack, mỗi rack tối đa 8 Module mở rộng và các rack được nối với nhau bằngModule IM

+FM (Function Module): Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ nhưModule điều khiển động động cơ bước, Module điều khiển động cơ servo,Module PID, điều khiển đếm tốc độ cao…

+CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thông trong mạnggiữa các bộ PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính

Một số module mở rộng của PLC S7-300:

module nguồn (PS) module vào số (DI) module ra analog (AO)

module ra số (DO) module chức năng (FM) module truyền thông

Hình 2.3: Các module vào/ ra và mở rộng của PLC S7-300

2.1.2 Các mode hoạt động:

PLC S7-300 có 4 mode hoạt động, gồm:

RUN_P: Xử lý chương trình, có thể đọc và ghi được từ PG

RUN: Xử lý chương trình, không thể đọc từ PG

STOP: Dừng, chương trình không được xử lý

MRES: Chức năng reset hệ thống (Module Reset)

Các mode này được chọn dựa vào công tắc chọn ở mặt trước CPU như hình 2.4 Trong đó:

SF: báo lỗi trong nhóm, trong CPU hay trong các Module

BATF: lỗi pin, hết pin hoặc không có pin

DC5V: báo có nguồn 5V

FRCE: báo ít nhất có một ngỏ vào/ra đang bị cưỡng bức hoạt động

RUN: nhấp nháy khi CPU khởi động và sáng khi CPU làm việc

STOP: sáng khi PLC dừng, chớp chậm khi có yêu cấu reset bộ nhớ, chớp nhanh khi đang reset bộ nhớ

Đầu nối điện 24V: cung cấp nguồn cho CPU.

255, mã BCD của số thập phân 2 chữ số, mã ASCII của ký tự,…

-WORD: dung lượng 2 byte, biểu diễn số nguyên dương từ 0 đến 65535.-INT: dung lượng 2 byte, biểu diễn số nguyên từ -32768 đến 32767

-DINT: dung lượng 4 byte, biểu diễn số nguyên từ -2147483648 đến

-DATE: biểu diễn thời gian theo năm/tháng/ngày

-CHAR: biểu diễn ký tự (tối đa 4 ký tự)

2.1.4 Cấu trúc bộ nhớ:

Bộ nhớ PLC được minh họa trong hình 1.5, gồm: vùng nhớ chứa thanh ghi, vùng nhớ System, vùng nhớ Work, và vùng nhớ Load

Hình 2.5: Phân chia vùng nhớ S7-300

*Load memory:

Là vùng nhớ chứa chương trình ứng dụng do người sử dụng viết và được chứatrong các OB, FC, FB hoặc trong các khối chương trình trong thư viện hệ thốngđược sử dụng (SFB, SFC) và các khối dữ liệu DB Vùng nhớ này tạo ra từ mộtphần RAM của CPU và EEPROM Khi thực hiện lệnh xóa bộ nhớ (MRES) thìtoàn bộ các khối chương trình trong RAM bị xóa hết Tương tự, khi chươngtrình được Download từ máy tính vào CPU, chúng sẽ được ghi lên phần RAMcủa vùng nhớ này Vùng nhớ chương trình được chia làm 3 miền:

+OB (Organization Block): miền chứa chương trình tổ chức

+FC (Function): miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm, cóbiến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi

+FB (Function Block): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm,

có khả năng trao đổi dữ liệu với bất kỳ khối chương trình nào Các dữ liệu đượcxây dựng trên một khối riêng gọi là DB

*Work memory:

Là vùng nhớ chứa các khối dữ liệu DB đang mở, khối chương trình (OB, FB,

FC, SFC, SFB) đang được CPU thực hiện Tại một thời điểm nhất định vùngnhớ này chỉ chứa một khối chương trình Sau khi thực hiện khối chương trìnhnày xong thì nó sẽ bị CPU xóa khỏi work memory và nạp vào khối chương trình

kế tiếp đến lượt thực hiện

Vùng nhớ này chia thành 2 miền:

+DB (Data Block): Miền chứa các dữ liệu tổ chức thành khối, kích thước

và số lượng do người sử dụng quy định Chương trình có thể truy cập miền nàytheo bit (DBX), byte (DBB), Word (DBW), Double word (DBD)

+L (Local data block): Miền dữ liệu cục bộ được các khối chương trình

OB, FC, FB sử dụng cho các biến tạm thời và trao đổi các biến hình thức với cáckhối đã gọi nó Nội dung dữ liệu trong khối này sẽ bị xoá khi kết thúc chươngtrình tương ứng trong OB, FC, FB Miền này có thể truy cập theo bit (L), byte(LB), word (LW) hoặc duoble word (LD) Tùy theo các khối chương trình khácnhau mà bảng khai báo chứa các biến khác nhau nhằm phục vụ cho yêu cầu củakhối đó

*System memory:

Chứa các tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, chia làm 7miền

+Miền I: (Process image input): miền bộ đệm các cổng vào số Trước khi thựchiện chương trình, PLC đọc tất cả dữ liệu đầu vào và cất vào miền nhớ này PLC không đọc trực tiếp cổng vào mà đọc từ bộ đệm I.

+Miền Q: (Process image output): miền bộ đệm các cổng ra số Khi kết thúcchương trình, PLC chuyển giá trị logic từ bộ đệm Q đến các cổng ra số Thôngthường chương trình không gán trực tiếp giá trị tới cổng ra mà chỉ chuyển chúngvào bộ đệm Q

+Miền M: miền nhớ các bit cờ Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này

để lưu các tham số cần thiết và có thể truy nhập theo bit, byte, word, doubleword

+Miền T: miền nhớ phục vụ bộ thời gian Bao gồm việc lưu trữ giá trị thờigian thời gian định trước, thời gian tức thời và giá trị logic đầu ra của timer.+Miền C: miền phục vụ bộ đếm Bao gồm việc lưu trữ giá trị đặt trước, giá trịtức thời và giá trị logic đầu ra

+Miền PI: miền địa chỉ cổng vào các Module tương tự Các giá trị tương tự tạicác cổng vào sẽ được chuyển tự động theo những địa chỉ Chương trình ứngdụng có thể truy cập miền PI theo bit (PI), theo byte (PIB), theo từ (PIW), hoặctheo từ kép (PID)

+Miền PQ: miền địa chỉ cổng ra các Module tương tự Giá trị theo những địachỉ này sẽ được Module tương tự chuyển tới các cổng ra tương tự Chương trìnhứng dụng có thể truy cập miền nhớ PQ theo bit (PQ), theo byte (PQB), theo từ(PQW) hoặc theo từ kép Trong các vùng nhớ trình bày trên không có vùng nhớlàm bộ đệm cho cổng vào/ra tương tự, như vậy mỗi lệnh truy nhập Moduletương tự (đọc hoặc gửi giá trị) đều có tác dụng trực tiếp tới cổng vật lý

2.1.5 Chu kỳ vòng quét của PLC S7-300:

Tương tự PLC S7-200, PLC S7-300 thực hiện chương trình theo chu trình lặp.Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét

Vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi.Bước tiếp theo là giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới bộ đệm ảo I.Sau đó là giai đoạn thực hiện chương trình Chương trình được thực hiện từlệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 Kết quả được lưu trong bộ đệm Q.Sau cùng là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng rasố

2.1.6 Trao đổi dữ liệu giữa CPU và các module mở rộng

Sự trao đổi dữ liệu giữa CPU với các Module mở rộng trong một trạm PLC thông qua bus nội bộ

Ngay đầu vòng quét các dữ liệu tại cổng vào của Module số (DI) được CPU chuyển đến bộ đệm vào I Đến cuối vòng quét, nội dung bộ đệm số ngõ ra được CPU chuyển tới cổng ra của các Module số (DO)

Việc thay đổi nội dung hai bộ đệm này được thực hiện bởi chương trình ứngdụng Trong chương trình ứng dụng có nhiều lệnh đọc ngõ vào số thì cho dù giátrị thực có của cổng này đã bị thay đổi trong quá trình thực hiện vòng quét,chương trình sẽ vẫn luôn đọc được cùng một giá trị từ I và đó là giá trị của cổngvào có tại thời điểm đầu vòng quét Nếu chương trình có nhiều lần thay đổi giátrị cổng ra số thì do nó chỉ thay đổi nội dung bit nhớ tương ứng trong Q nên chỉ

có giá trị ở lần thay đổi cuối cùng được đưa tới cổng ra vật lý của Module DO.Khác với việc đọc/ghi cổng số, việc truy nhập cổng vào/ra tương tự lại đượcCPU thực hiện trực tiếp trên Module tương tự (AI/AO) Như vậy lệnh đọc giá trị

từ địa chỉ thuộc vùng PI sẽ thu được giá trị đúng bằng giá trị thực có ở cổng tạithời điểm thực hiện lệnh, khi thực hiện lệnh gửi một giá trị tới địa chỉ vùng PQ,giá trị đó được gửi trực tiếp đến cổng ra tương tự của Module

Hình 2.6: Vòng quét chương trình

Hình 2.7: Trao đổi dữ liệu giữa CPU và Module mở rộng.

2.1.7 Cấu trúc chương trình của PLC S7-300:

Chương trình do người dùng viết cho S7-300 được lưu trong vùng nhớ

chương trình, có 2 dạng với cấu trúc khác nhau:

Chương trình được chia thành từng phần nhỏ với các yêu cầu riêng biệt, mỗiphần có thể lưu trong một vùng nhớ khác nhau.Dạng này phù hợp với bài toánphức tạp, có nhiều yêu cầu khác nhau

PLC S7-300 có 4 loại khối cơ bản:

+Khối OB (Organization Block): là khối tổ chức và quản lý chương trình điềukhiển Có nhiều loại OB với các chức năng khác nhau, chúng được phân biệtdựa vào số nguyên gán thêm phía sau OB1, OB35, OB40…

+OB1 là khối luôn được CPU quét và thực hiện lặp lại các lệnh theo thứ tự từtrên xuống dưới

+Khối FC (Program Block): là khối chương trình với các chức năng riêng,giống như 1 chương trình con Một chương trình có thể có nhiều khối FC, chúngđược phân biệt dựa theo số nguyên gán thêm phía sau, FC1, FC2, …

+Khối FB (Function Block): là 1 khối FC đặc biệt có khả năng trao đổi lượng

dữ liệu lớn với các khối chương trình khác Một chương trình có thể có nhiềukhối FB, chúng được phân biệt dựa theo số nguyên gán thêm phía sau, FB1,FB2, …

+Khối DB (Data Block): là khối chứa các dữ liệu cần thiết để thực hiệnchương trình Các tham số của khối này do người sử dụng tự đặt Một chươngtrình có thể có nhiều khối DB, chúng được phân biệt dựa theo số nguyên gánthêm phía sau, DB1, DB2,

Chương trình trong các khối được liên kết với nhau bằng các lệnh gọi khối,chuyển khối

2.1.8 Các khối OB đặc biệt

Nếu OB1 là khối được thực hiện liên tục trong từng vòng quét thì các khối

OB khác chỉ được thực hiện khi có tín hiệu báo ngắt tương ứng Chương trìnhviết cho các khối này chính là các chương trình xử lý tín hiệu ngắt, bao gồm:OB10 (Time of date interrupt): chương trình trong khối OB10 sẽ được thựckhi giá trị của đồng hồ thời gian thực nằm trong một khoảng thời gian đã quyđịnh OB10 có thể gọi một lần hay nhiều lần cách đều nhau từng phút, từng giờ,từng ngày…

OB20 (Time delay interrupt): chương trình trong khối OB20 sẽ được thựchiện sau một koảng thời gian trễ đặt trước kể từ khi gọi chương trình hệ thốngSFC32 để đặt thời gian trễ

OB35 (Cyclic interrupt): chương trình trong OB35 sẽ được thực hiện cáchđều nhau một khoảng thời gian nhất định Mặc định thời gian này là 100ms,song ta có thể thay đổi nó trong bảng tham số của CPU nhờ phần mềm STEP7

OB40 (Hardware interrupt): OB40 sẽ được thực hiện khi có tín hiệu ngắt từngoại vi đưa vào CPU thông qua cổng vào ra số onboard đặc biệt, hoặc thôngqua Module SM, CP, FM.

OB80 (Cycle time fault): được thực hiện khi thời gian vòng quét vượt quáthời gian cực đại đã quy định (mặc định là 150ms) hoặc có tín hiệu ngắt gọi OBnào đó mà OB này chưa kết thúc ở lần gọi trước

OB81 (Power supply fault): khi có lỗi về nguồn nuôi thì CPU sẽ gọi OB81.OB82 (Diagnostic interrupt): được gọi khi có phát hiện có sự cố từ cácModule vào/ra mở rộng Các Module mở rộng này phải có khả năng tự kiểm tra.OB85 (Not load fault): được gọi khi chương trình có sử dụng chế độ ngắtnhưng chương trình ngắt lại không có trong OB tương ứng

OB87 (Communication Fault): được gọi khi CPU thấy có lỗi truyền thông.OB100 (Start up information): được thực hiện một lần khi CPU chuyển trạngthái từ STOP sang RUN

OB121 (Synchronous error): được thực hiện khi CPU thấy lỗi logic trongchương trình như sai kiểu dữ liệu hoặc lỗi truy cập các khối DB, FC, FB không

có trong CPU

OB122 (Synchronous error): được thực hiện khi CPU phát hiện có, lỗi truynhập Module trong chương trình, ví dụ chương trình có lệnh truy nhập Modulevào/ra nhưng lại không tìm thấy Module này

2.1.9 Tập lệnh của PLC S7-300

2.1.9.1 Cấu trúc lệnh và trạng thái kết quả

Các phương pháp lập trình cho PLC, gồm có ngôn ngữ lập trình dạng STL,LAD và FBD

Nếu chương trình được viết theo ngôn ngữ LAD (hoặc FBD) thì có thểchưyển sang ngôn ngữ STL hay FBD (hoặc LAD) tương ứng Nhưng khôngphải bất cứ chương trình viết theo STL nào cũng chuyển sang ngôn ngữ LADhay FBD được Bộ tập lênh STL được trình bày trong giáo án này đều có mộtchức n ăng như các tiếp điểm, cuộn dây, các hộp (trong LAD) hay IC số trongFBD

Những lệnh này phải phối hợp được trạng thái các tiếp điểm để quyết định vềgiá trị trạng thái đầu ra hoặc giá trị logic cho phép hoặc không cho phép thựcchức năng của một (hay nhiều) cuộn dây hoặc hộp Trong lập trình lôgic thườnghay sử dụng hai ngôn ngữ LAD và STL vì nó gần gũi hơn đối với chuyên ngànhđiện Sau đây là những định nghĩa cần phải nắm khi bắt tay vào thiết kế mộtchương trình

2.1.9.2 Ngôn ngữ bảng lệnh (STL)

Ngôn ngữ liệt kê lệnh, ký hiệu là STL (Statement List) Đây là ngôn ngữlập trình thông thường của máy tính Một chương trình được ghép bởi nhiềulệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đều có cấu trúcchung là: "tên lệnh" + "toán hạng" Một số lệnh đặc biệt thì có thể chỉ có tênlệnh mà không cần toán hạng

Ví dụ:

Hình 2.9: Ví dụ ngôn ngữ STL

2.1.9.3 Ngôn ngữ sơ đồ thang (LAD)

Ngôn ngữ hình thang, ký hiệu là LAD (Ladder Logic) Với loại ngôn ngữ này rất thích hợp với người quen thiết kế mạch điều khiển logic Chương trình được viết dưới dạng liên kết giữa các công tắc

Ví dụ:

Hình 2.10: Ví dụ ngôn ngữ LAD

Toán hạng là địa chỉ bit I, Q, M, L, D, T, C.

Lệnh gán giá trị logic của RLO tới ô nhớ có địa chỉ được chỉ thị trong toán hạng

Lệnh tác động vào thanh ghi trạng thái như sau:

Ký hiệu: (-) Chỉ nội dung bit không bị thay đổi theo lệnh

(x) Chỉ nội dung bit bị thay đổi theo lệnh

Dạng LAD:

Khi giá trị logic của bit tại <address> bằng 1 thì RLO có giá trị 1

Khi giá trị logic của bit tại <address> bằng 0 thì RLO có giá trị bằng 0

+Lệnh AND:

Dạng STL:

Cú pháp A <toán hạng>

Toán hạng là dữ liệu kiểu BOOL hoặc địa chỉ bit I, Q, M, L, D, T, C Nếu

FC = 0 lệnh sẽ gán giá trị logic của toán hạng vào RLO

Ngược lại khi FC = 1 lệnh sẽ thực hiện phép tính AND RLO với toán hạng vàghi lại kết quả vào RLO

Lệnh tác động vào thanh ghi trạng thái như sau:

Khi giá trị logic hai địa chỉ <address> bằng 1 thì RLO có giá trị 1

Nếu có ít nhất 1 trong 2 ngõ vào xuống mức 0 thì RLO có giá trị bằng 0.+Lệnh OR:

STL:

Cú pháp O <toán hạng>

Toán hạng là dữ liệu kiểu BOOL hoặc địa chỉ bit I, Q, M, L, D, T, C

Nếu FC = 0 lệnh sẽ gán giá trị logic của toán hạng vào RLO Nếu FC = 1 nó thực hiện

phép tính OR RLO với toán hạng và ghi lại kết quả vào RLO Lệnh tác động vào thanh ghi trạng thái như sau:

RLO có giá trị 1 khi có ít nhất một trong hai tín hiệu tại hai địa chỉ<address> ở mức 1

RLO có giá trị 0 khi cả hai tín hiệu ngõ vào đều xuống mức 0.

+Lệnh phát hiện xung cạnh lên:

Cú pháp FP <Toán hạng>

Toán hạng là địa chỉ I, Q, M, L, D và được sử dụng như một biến cờ để ghi lạigiá trị của RLO tại vị trí này trong chương trình RLO sẽ có giá trị trong vòngquét khi có sườn lên trong RLO

Lệnh tác động váo thanh ghi trạng thái như sau:

Khi RLO thay đổi từ 0 lên 1 kết quả của lệnh kiểm tra FB ở trạng thái 1 trongmột vòng quét Để hệ thống phát hiện được sự thay đổi cạnh lên thì RLO phảiđược lưu trữ trong 1 bit nhớ FB hoặc bit dữ liệu <address>.

Nếu giá trị RLO trước đó lưu trữ trong <address > có giá trị 0 và RLO ở vòngquét hiện tại có giá trị 1 thì kết quả RLO của lệnh có giá trị 1 trong vòng quét+Lệnh phát hiện xung cạnh xuống:

STL: Cú pháp FN <Toán hạng>

Toán hạng là địa chỉ I, Q, M, L, D và được sử dụng như 1 biến cờ để ghi lại giátrị của RLO tại vị trí này trong chương trình RLO sẽ có giá trị trong vòngquét khi có sườn xuống trong RLO

Lệnh tác động vào thanh ghi trạng thái như sau:

LAD:

Khi RLO thay đổi từ 1 xuống 0 kết quả của lệnh kiểm tra FB ở trạng thái trong 1 vòng quét Để hệ thống phát hiện được sự thay đổi cạnh lên thì RLO phải được lưu trữ trong một bit nhớ FB hoặc bit dữ liệu <address>.

Nếu giá trị RLO trước đó lưu trữ trong <address > có giá trị 0 và RLO ở vòng

quét hiện tại có giá trị 1 thì kết quả RLO của lệnh có giá trị 1 trong vòng quét

2.1.9.5 Nhóm lệnh toán học

Bảng 4 Thực hiện với số nguyên 16 bit