Bài giảng Điện tử công nghiệp - Chương 3 Tổ chức bộ nhớ và cấu trúc dữ liệu có nội dung trình bày về tổ chức bộ nhớ; Cấu trúc dữ liệu; Tổ chức bộ nhớ và cấu trúc dữ liệu của một số họ PLC. Mời các bạn cùng tham khảo!
Chương 3: Tổ chức nhớ cấu trúc liệu c om 3.1 Tổ chức nhớ co ng 3.2 Cấu trúc liệu th an 3.3 Tổ chức nhớ cấu trúc liệu du o ng số họ PLC cu u 3.3.1 Họ SIMATIC S7-200 SIEMENS 3.3.2 Họ SYSMAC OMRON 3.3.3 Họ SLC500 Allen-Bradley CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om 3.1 Tổ chức nhớ an co ng Bộ nhớ chương trình ng th Bộ nhớ liệu cu u du o Bộ nhớ tham số hệ thống Cách tổ chức nhớ PLC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.1 Tổ chức nhớ (tiếp) c om Bộ nhớ PLC thiết bị lưu giữ thông tin hệ thống co ng Bộ nhớ xây dựng sở nhớ bán dẫn: nhớ không trì (RAM tĩnh – SRAM, RAM động - DRAM) nhớ trì (bộ nhớ ROM, EPROM, EEPROM, Flash ROM) ng th an Các thông tin lưu giữ nhớ chương trình ứng dụng (User Program), liệu (data), tham số hệ thống (System Parameters) du o Việc quản lý nhớ hệ điều hành đảm nhiệm người sử dụng truy nhập đến vùng nhớ hệ điều hành quy định cu u Về tổ chức, nhớ chia thành vùng nhớ (memory location, memory space) Mỗi vùng nhớ lưu giữ kiểu thơng tin định Hình ảnh nhớ với vùng nhớ gọi đồ nhớ (Memory map) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.1 Tổ chức nhớ (tiếp) co ng c om Vùng nhớ để lưu giữ chương trình gọi vùng nhớ chương trình (Program memory) Chương trình chuỗi lệnh mà PLC phải xử lý để thực giải thuật điều khiển (Algorithm) Chương trình biểu diễn dạng giản đồ thang (LAD), dòng lệnh (STL), sơ đồ khối chức điều khiển (CSF) du o ng th an Nội dung nhớ chương trình lệnh dạng mã máy Tùy thuộc vào kiểu lệnh mà lệnh có độ dài 1, 2, 3, … từ nhị phân (Binary word) gọi mã máy CPU hiểu lệnh dạng mã máy cu u Kích thước nhớ chương trình tùy thuộc vào PLC kiểu CPU Tham số để đánh giá nhớ chương trình dung lượng tính K lệnh – 1024 lệnh Khác với PC, nhớ chương trình PLC lưu giữ chương trình thời điểm Khi nạp chương trình mới, chương trình cũ bị xóa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.1 Tổ chức nhớ (tiếp) Người sử dụng truy nhập trực tiếp vào ô nhớ nhớ chương trình Nghĩa khơng thể ghi/đọc mã lệnh từ nhớ chương trình Việc ghi/đọc chương trình từ/vào nhớ chương trình hồn tồn hệ điều hành đảm nhiệm Người sử dụng giao tiếp với PLC thơng qua ngơn ngữ lập trình Vùng nhớ dùng để lưu giữ liệu gọi vùng nhớ liệu (data memory) co ng c om th an Bộ nhớ liệu lưu giữ kiểu liệu khác để thực chương trình kết thực chương trình du o ng Được chia thành vùng, vùng lưu giữ kiểu liệu định gọi cấu trúc liệu (Data structure) u Mỗi họ PLC có cấu trúc liệu riêng Người sử dụng truy nhập đến thành phần vùng liệu từ chương trình thiết bị lập trình Các phương pháp truy nhập đến vùng liệu từ mức chương trình gọi mode địa hóa Việc truy nhập đến vùng nhớ liệu từ thiết bị lập trình để soạn thảo, lưu giữ, giám sát File liệu chương trình Vùng nhớ để lưu giữ tham số hệ thống dùng để thiết lập cấu hình hệ, lỗi hệ thống, … cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.2 Cấu trúc liệu ng c om Bộ nhớ liệu phần nhớ PLC dùng để lưu giữ kiểu liệu khác Hệ điều hành quản lý nhớ liệu theo vùng liệu tạo thành cấu trúc liệu th an co Mỗi vùng liệu có kích thước định số nhớ mà vùng liệu chiếm phụ thuộc vào kiểu CPU lựa chọn Mỗi vùng liệu có tên riêng hệ điều hành quy định ng Ví dụ: I: Vùng ảnh đầu vào, Q: Vùng ảnh đầu du o Kích thước nhớ liệu kích thước kênh logic có độ dài: 8, 16, 32 Bit cu u Người sử dụng truy nhập đến vùng nhớ liệu qua tên vùng liệu Dữ liệu truy nhập dạng từ (word) Bit tùy thuộc vào lệnh Vị trí từ Bit vùng liệu gọi địa Phương pháp địa hóa liệu gọi mode địa hóa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.2 Cấu trúc liệu (tiếp) c om Mỗi họ PLC có cấu trúc liệu riêng Tuy nhiên, vùng liệu PLC sau: Vùng ảnh đầu vào (Input image): vùng liệu lưu giữ trạng thái tín hiệu vào CPU đọc từ module vào trình quét đọc liệu vào để thực chương trình co ng Vùng ảnh đầu (Output image): vùng liệu lưu giữ trạng thái gửi module để điều khiển cac cấu chấp hành Đó kết việc thực chương trình ng th an Kích thước vùng ảnh vào/ra tùy thuộc vào CPU chọn tương ứng với số đầu vào/ra vật lý mà PLC quản lý Vùng ảnh vào/ra có liên quan chặt chẽ đến phương pháp hóa địa hóa vào/ra u du o Mỗi vị trí module vào/ra bảng mạch Bus tương ứng với mộ vùng xác định vùng ảnh vào/ra Người sử dụng đọc/ghi vùng ảnh vào/ra dạng từ Bit cu Vùng Bit trung gian (Work Bit): vùng liệu lưu giữ trạng thái Bit trung gian gọi rơ le bên (Internal Relay) Các kết trung gian q trình thực chương trình lưu giữ vùng nhớ Trong vùng nhớ giữ Bit trì trạng thái (Retentive Bit, Hold Bit) nguồn Người sử dụng đọc/ghi theo từ Bit CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.2 Cấu trúc liệu (tiếp) Vùng biến (Variable Memory): vùng liệu lưu giữ giá trị biến dùng chương trình Vùng lưu giữ Bit trạng thái đặc biệt (Special Bit): vùng lưu giữ cờ (Flag) trạng thái hệ thống, tham số cấu hình hệ thống Người sử dụng truy nhập dạng từ Bit Tuy nhiên, số liệu đọc mà khơng ghi (Read Only) Vùng số liệu (Data memory): chia làm hai vùng: vùng đọc dành cho hệ thống đọc/ghi dành cho người sử dụng Vùng liệu truy nhập dạng từ Vùng dành cho COUNTER TIMER: vùng nhớ để lưu giữ tham số đếm (COUNTER) định thời (TIMER) giá trị đặt (Set Value), giá trị thời (Present value) cờ trạng thái COUNTER TIMER Các vùng nhớ liệu khác: vùng nhớ liệu cho Analog I/O moudle, vùng nhớ cho tổ chức ngắt, vùng nhớ cho kết nối PLC với nhau, vùng nhớ cho High Speed counter, vùng nhớ cho Remote I/O, PID Module, vùng nhớ tam thời (template Bit) cu u du o ng th an co ng c om CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng PLC S7 200 SIEMENS c om 3.3 Tổ chức nhớ cấu trúc liệu số họ PLC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.3.1.1 Tổ chức nhớ c om Bộ nhớ PLC S7-200 chia thành miền: ng Miền chương trình (Program Space): lưu giữ lệnh chương trình sau biên dịch sang mã máy du o ng th an co Miền liệu (Data Space): bao gồm vùng nhớ để tính tốn, lưu giữ tạm thời kết tính toán, lưu giữ sử dụng chương trình, tham số điều khiển cố định (giá trị đặt) Miền giữ liệu bao gồm vùng nhớ dành cho thiết bị TIMER, COUNTER đếm tốc độ cao (High Speed COUNTER), đầu vào/ra tương tự cu u Miền tham số cấu hình (Configurable Parameter Space): lưu giữ tham số cấu hình hệ thống mặc định (Default) tham số cấu hình người sử dụng thiết lập Lưu ý: Nội dung miền nhớ chương trình, miền tham số phần miền liệu lưu (Backup) nhớ EEPROM CPU Một số vùng nhớ miền liệu nuôi nguồn cung cấp từ tụ điện có dung lượng lớn thay cho pin 10 (Supper Capacity) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.3.3.1 File liệu số số du o ng th an co ng c om File liệu số số File liệu ảnh đầu ảnh đầu vào Mỗi File liệu có 256 Word Lý thuyết, Word tương ứng với vị trí khe cắm module vào/ra bảng mạch Bus số Bit tương ứng với số đầu vào/ra module vào/ra Các Bit không sử dụng Word không sử dụng Thực tế, module vào/ra vật lý chứa số điểm đầu vào, số điểm đầu khác Thậm chí tích hợp đầu vào đầu module Vì vậy, địa hóa vào/ra cần phải tính đến vị trí khe cắm bảng mạch Bus Định dạng địa hóa vào/ra sau: cu u :./ Số Bit (0 ÷ 15) Số khe cắm (Slot) Số phần tử (Element) Tên File I, O CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 34 3.3.3.2 File liệu số (STATUS) c om File liệu số File lưu giữ trạng thái CPU, gọi cờ trạng thái Kích thước File số tùy thuộc vào kiểu CPU, sau: Kích thước File số (Word) ng Kiểu CPU co SLC 5/01 an SLC 5/02 32 83 97 ng SLC 5/04 th SLC 5/03 16 du o Định dạng địa File số biểu diễn sau: cu u :/ Số Bit (0 ÷ 15) Số phần tử (Element) (0 ÷ 15) Tên file S (Status) Ví dụ: S:1/7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 35 3.3.3.3 File liệu số (Bit) co ng c om File liệu số lưu giữ Bit trung gian (Word Bit) sử dụng cho lệnh Bit Kích thước File số 256 Word Mỗi Element chứa Word => tổng số có 4096 Bit Định dạng địa Bit biểu diễn theo cách: Cách 1: :/ an Số Bit (0 ÷ 15) Số phần tử (Element) (0 ÷ 255) du o Tên File B (Bit) u / cu Cách 2: ng th Số File (3 10 ÷ 255) Số Bit (0 ÷ 4095) Số File (3 10 ÷ 255) Tên File B (Bit) 36 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.3.3.4 File liệu số (TIMER) c om File liệu số dành cho TIMER hệ thống định nghĩa Kích thước File số 256 Element Mỗi Element chứa Word biểu diễn sau: TIMER ELEMENT EN TT 13 12 11 10 DN ng 14 Word co 15 th ng Giá trị tích lũy (Accumulated) – ACC an Giá trị đặt (Present) – PRE du o Định dạng địa File liệu dành cho TIMER biểu diễn sau: cu u :./ Số Bit (0 ÷ 15) Số Word (0 ÷ 2) Số phần tử (Element) (0 ÷ 255) Số File (4 10 ÷ 255) Tên File T (TIMER) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 37 3.3.3.5 File liệu số (COUNTER) c om File liệu số dành cho COUNTER hệ thống định nghĩa Kích thước File số 256 Element Mỗi Element chứa Word biểu diễn sau: COUNTER ELEMENT 13 CU CD DN 12 11 OV UN 10 ng 14 Word co 15 th ng Giá trị tích lũy (Accumulated) – ACC an Giá trị đặt (Present) – PRE du o Định dạng địa File liệu dành cho TIMER biểu diễn sau: cu u :./ Số Bit (0 ÷ 15) Số Word (0 ÷ 2) Số phần tử (Element) (0 ÷ 255) Số File (5 10 ÷ 255) Tên File C (COUNTER) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 38 3.3.3.6 File liệu số (CONTROL) CONTROL ELEMENT EN EU DN 12 11 10 EM ER UL IN Con trỏ Bit vị trí Bit: POS FD Word Error Code ng Chiều dài mảng Bit File: LEN co 13 an 14 th 15 ng c om File liệu số dùng để điều khiển hoạt động số lệnh Bit Shift, FIFO, LIFO, sequencer, … Kích thước File số 256 Element Mỗi Element chứa Word biểu diễn sau: du o Định dạng địa File liệu dành cho TIMER biểu diễn sau: cu u :./ Số Bit (0 ÷ 15) Số Word (0 ÷ 2) Số phần tử (Element) (0 ÷ 255) Số File (6 10 ÷ 255) Tên File R (CONTROL) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 39 N7:0 0 0 0 N7:10 0 1098 0 N7:20 0 0 N7:240 0 0 N7:250 0 0 0 0 0 0 195 0 0 0 0 66 0 co du o ng th an … ng Element c om 3.3.3.7 File liệu số (INTEGER) cu u :/ Số Bit (0 ÷ 15) Số phần tử (Element) (0 ÷ 255) Số File (7 10 ÷ 255) N (INTEGER) 40 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om 3.3.3.8 File liệu số (FLOAT Point) Address F8:0 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 co F8:10 an F8:15 th F8:20 du o ng F8:25 u : cu F8:30 ng F8:5 Số phần tử (Element) (0 ÷ 255) Số File (8 10 ÷ 255) Tên File F (FLOAT) 41 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.3.3.9 Một số File liệu khác File liệu ASCII: c om :/ Số Bit (0 ÷ 15) Số phần tử (Element) (0 ÷ 255) Số File (9 ÷ 255) co an File liệu dạng xâu ký tự (STRING) ng Tên file A (ASCII) cu u du o ng th :./ S? Bit (0 ÷ 15) S? Word (0 ÷ 41) S? ph?n t? (Element) (0 ÷ 255) S? File (9 ÷ 255) Tên File ST (STRING) File liệu M0 M1 File liệu dành cho module vào/ra đặc biệt 42 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.3 Tổ chức nhớ cấu trúc liệu số họ PLC c om Họ SYSMAC OMRON: tổ chức nhớ cấu trúc liệu thống CQM1 cu u du o CPM1A ng th an co ng C200H CP1H Đa số PLC họ SYSMAC quy ước kích thước từ liệu 16 Bit CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 43 cu u du o ng th an co ng c om 3.3.2.1 Cấu trúc liệu PLC họ SYSMAC (OMRON) 44 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om 3.3.2.1 Cấu trúc liệu PLC họ SYSMAC (OMRON) 45 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3.3.2.2 Một số lưu ý sử dụng vùng nhớ PLC họ SYSMAC c om Đối với vùng nhớ AR, LR: không sử dụng vào mục đích đặc biệt hệ thống quy định sử dụng chúng Bit trung gian co ng Có thể truy nhập vùng nhớ IR, SR, LR, HR, AR dạng Bit Word an Vùng liệu DM truy nhập dạng Word th Vùng liệu dành cho TIMER/COUNTER truy nhập dạng Word (giá ng trị TIMER/COUNTER) dạng Bit (cờ hoàn thành du o TIMER/COUNTER) tùy thuộc vào câu lệnh sử dụng cu u Địa vùng TC số thứ tự TIMER/COUNTER dùng lần chương trình 46 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Cấu trúc liệu CQM1H 47 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om 3.3.2.3 Các Bit đặc biệt CQM1H 48 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... om 3. 1 Tổ chức nhớ an co ng Bộ nhớ chương trình ng th Bộ nhớ liệu cu u du o Bộ nhớ tham số hệ thống Cách tổ chức nhớ PLC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3. 1 Tổ chức nhớ. .. 200 SIEMENS c om 3. 3 Tổ chức nhớ cấu trúc liệu số họ PLC CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3. 3.1.1 Tổ chức nhớ c om Bộ nhớ PLC S 7-2 00 chia thành miền: ng Miền chương trình (Program... File liệu M0 M1 File liệu dành cho module vào/ra đặc biệt 42 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3. 3 Tổ chức nhớ cấu trúc liệu số họ PLC c om Họ SYSMAC OMRON: tổ chức nhớ cấu trúc