IV. Điều khiển và vận hành cơ bản 1 Điều khiển
7. Ngôn ngữ lập trình của PLCS7 200 –
a. Phơng pháp lập trình.
PLC S7 - 200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dẫy các lệnh lập trình chơng trình bao gồm một tập dẫy các lệnh. PLC S7 - 200 thực hiện ch- ơng trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lệnh lập trình cuối cùng trong một vòng, một vòng nh vậy đợc gọi là một vòng quét (scan).
Một vòng quét đợc bắt đầu bằng việc đọc trạng thái của đầu vào và sau đó thực hiện chơng trình. Kết thúc bằng việc thay đổi đầu ra. Trớc khi bắt đầu một vòng quét tiếp theo PLC S7 – 200 thực hiện các nhiệm vụ bên trong và nhiệm vụ truyền thông. Chu trình thực hiện chơng trình là chu trình lặp.
giai đoạn chuyển dữ liệu ra
ngoại vi giai đoạn nhập dữ liệu từ ngoại vi
giai đoạn thực hiện chuơng trình
giai đoạn truyền thông nội bộ và tự kiểm tra lỗi
h4.4 Thực hiện chơng trình theo vòng quét trong PLC S7 200.–
Cách lập trình của PLC S7 - 200 nói chung và của Siemens nói riêng dựa trên 2 phơng pháp cơ bản:
Phơng pháp hình thang ( ladder logic viết tắt thành LAD ) và phơng pháp liệt kê lệnh ( statement lits viết tắt thành STL ).
Nếu chơng trình đợc viết theo kiểu LAD . Thiết bị lập trình sẽ tự tạo ra một chơng trình theo kiểu STL tơng ứng , ngợc lại một chơng trình đợc viết theo kiểu STL cũng có thể đợc chuyển sang kiểu LAD . Bộ lệnh của STL có một chức năng tơng ứng với các tiếp điểm, các quận dây và các hộp dùng trong LAD . Những lệnh này phải đọc và phối hợp đợc trạng thái của các tiếp điểm để đa ra đợc một quyết định về giá trị trạng thái đầu hoặc giá trị logic cho phép hoặc không cho phép thực hiện chức năng của một (hay nhiều) hộp . Để dễ dàng làm quen với các thành phần cơ bản của LAD hay STL cần phải nắm đợc các định nghĩa cơ bản sau đây .
+ Định nghĩa LAD :
LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ. Những thành phần cơ bản dùng trong LAD tơng ứng với các thành phần cơ bản của bảng điều khiển bằng rơle. Trong chơng trình LAD các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic nh sau.
- Tiếp điểm là biểu tợng (Symbol) mô tả các tiếp điểm của rơle. Các tiếp điểm đó có thể là thờng mở (┤├ ) hoặc thờng đóng (┤/├).
- Cuộn dây (coil) là biểu tợng ▬﴾ ﴿▬ mô tả rơle đợc mắc theo kiểu chiều dòng điện đợc cung cấp cho rơle.
- Hộp (box) : Là biểu tợng mô tả các hàm khác nhau, nó làm việc khi có dòng điện chạy đến hộp. Những hàm thờng đợc 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 đờng nối các phần tử thành một mạch toàn diện đi từ dòng nguồn bên trái sang đờng nguồn bên phải. Đờng nguồn bên trái là dây nóng, đờng nguồn bên phải là dây trung hoà hay là đờng trở về nguồn cung cấp. ( Đờng nguồn bên phải thờng không đợc thể hiện khi dùng chơng trình tiện dụng STEP 7-Micro/Dos hoặc STEP 7-Micro/Win) dòng điện chạy từ trái qua các tiếp điểm đóng trên các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên trái nguồn.
+ Định nghĩa về STL :
Phơng pháp liệt kê lệnh (STL) là phơng pháp thể hiện chơng trình dới dạng tập hợp các câu lệnh, mỗi câu lệnh trong chơng trình kể cả những lệnh hiện thực biểu diễn một chức năng của PLC.
Định nghĩa về ngăn xếp logic (logic stack):
S0 Stack0 - bít đầu tiên hay bít trên cùng của ngăn xếp Stack1 – bít thứ 2 của ngăn xếp
Stack2 – bít thứ 3 của ngăn xếp Stack3 – bít thứ 4 của ngăn xếp Stack4 – bít thứ 5 của ngăn xếp Stack5 – bít thứ 6 của ngăn xếp Stack6 – bít thứ 7 của ngăn xếp Stack7 – bít thứ 8 của ngăn xếp Stack8 – bít thứ 9 của ngăn xếp S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
Để tạo một chơng trình dạng (STL) ngời lập trình cần phải hiểu rõ ph- ơng thức sử dụng 9 bít ngăn xếp logic của PLC S7 – 200 . Ngăn xếp logic là một khối gồm 9 bít chồng lên nhau tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều chỉ làm việc với bít đầu tiên hoặc với bít đầu hoặc bít thứ 2 của ngăn xếp . Giá trị logic đều có thể đợc gửi (hoặc đợc nối thêm ) vào ngăn xếp. Khi phối hợp 2 bít đầu tiên của ngăn xếp, thì ngăn xếp sẽ đợc kéo lên một bít.
Hệ lệnh của PLC S7 - 200 đợc chia làm 3 nhóm, chia theo các lệnh và xắp xếp chúng theo thứ tự Alphabel :
- Các lệnh mà khi thực hiện thì làm việc độc lập không phụ thuộc vào giá trị logic của ngăn xếp.
- Các lệnh chỉ thực hiện đợc khi bít đầu tiên của ngăn xếp có giá trị bằng 1
- Các nhãn lệnh đặt giá trị trong tập lệnh.
3 bảng sau ứng với các lệnh mô tả sự thay đổi tơng ứng của nội dung ngăn xếp khi lệnh đợc thực hiện.
Cả 2 phơng pháp LAD và STL sử dụng ký hiệu I để chỉ định việc thực hiện tức thời (inmidiately) tức là giá trị chỉ định trong lệnh vừa đợc chuyển vào thanh ghi ảo đồng thời đợc chuyển tới tiếp điểm chỉ dẫn trong lệnh ngay khi lệnh đợc thực hiện chứ không phải chờ đến giai đoạn trao đổi với ngoại vi của vòng quét, điều đó khác với lệnh không thức thời là giá trị đ- ợc chỉ định trong lệnh đợc chuyển vào thanh ghi ảo khi thực hiện lệnh.
Bảng 1: Các lệnh của PLC S7 200 đ– ợc thực hiện vô điều kiện.
Tên lệnh Mô tả
N Giá trị của bít đầu tiên trong ngăn xếp đợc sao chép cho sang điểm n chỉ dẫn trong lệnh
…n Giá trị của bít đầu tiên trong ngăn xếp đợc sao chép trực tiếp sang điểm n chỉ dẫn ngay khi lệnh đợc thực hiện
A n Giá trị bít đầu tiên của ngăn xếp đợc thực hiện bằng phép tính AND với điểm n chỉ dẫn trong lệnh. Kết quả đợc ghi vào bít đầu tiên của ngăn xếp .
AB < = n1 n2 Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bít đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu giá trị của byte n1 không lớn hơn giá trị của byte n2. Kết quả đợc ghi vào bít đầu tiên của ngăn xếp
AB = n1 n2 Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bít đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu giá trị của 2 byte n1 và n2 thoả mãn n1 = n2. Kết quả đợc ghi vào bít đầu tiên của ngăn xếp AB > = n1 n2 Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bít đầu tiên trong
ngăn xếp với giá trị 1 nếu giá trị của 2 byte n1 và n2 thoả mãn n1 ≥ n2. Kết quả đợc ghi vào bít đầu tiên của ngăn xếp
AD <= n1n2 Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bít đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu nội dung của 2 từ ghép (4 byte) n1 và n2 thoả mãn n1≤n2. Kết quả đợc ghi vào bít đầu tiên của ngăn xếp
AD = n1 n2 Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bít đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu nội dung của 2 từ ghép n1 và n2
thoả mãn n1 = n2. Kết quả đợc ghi vào bít đầu tiên của ngăn xếp
AD >= n1 n2 Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bít đầu tiên trong ngăn xếp với giá trị 1 nếu nội dung của 2 từ ghép n1 và n2
thoả mãn n1 ≥ n2. Kết quả đợc ghi vào bít đầu tiên của ngăn xếp
ALD Thực hiện lệnh AND giữa giá trị của bít đầu tiên và bít thứ 2 trong ngăn xếp sau khi ghi lại kết quả vào bít đầu tiên. Các giá trị còn lại trong ngăn xếp đợc kéo lên một bit
Bảng 2: Các lệnh có điền kiện (chỉ thực hiện khi bít đầu tiên trong ngăn xếp có giá trị logic 1) .
Tên lệnh Mô tả
+ D IN1 , IN2 Thực hiện phép cộng 2 số nguyên kiểu từ kép IN1, IN2
kết quả ghi lại vào IN2.
+ I IN1 , IN2 Thực hiện phép cộng 2 số nguyên kiểu từ kép IN1, IN2
kết quả ghi lại vào IN2.
- D IN1 , IN2 Thực hiện phép trừ 2 số nguyên kiểu từ IN1, IN2 kết quả ghi lại vào IN2.
- I IN1 , IN2 Thực hiện phép trừ 2 số nguyên kiểu từ kép IN1, IN2
kết quả ghi lại vào IN2.
CALL n(6)(1) Gọi chơng trình con đợc đánh nhãn n
CRET (3)(1)(4) Kết thúc chơng trình con và trả điều khiển về chơng trình đã gọi nó
CRETI (3)(2)(4) Kết thúc một chơng trình xử lý ngắt và trả điều khiển về chơng trình chính
= = Bn n
1 n
2
DIV IN1, IN2 Chia số nguyên 16 bít, đợc xác định là từ thấp của IN2
(kiểu từ kép), cho IN1 kiểu từ. Kết quả đợc ghi lại vào IN2
Bảng 3: Các lệnh logic đại số Boolean
Lệnh Mô tả Toán hạng
O n A n
Lệnh thực hiện toán tử (A) và (O) giữa giá trị logic của tiếp điểm n và giá trị bít đầu tiên trong
ngăn xếp. Kết quả đợc ghi vào bít đầu của ngăn xếp. n : I,Q,M,SM (bit) T,C,V AN n ON n
Lệnh thực hiện toán tử (A) và (O) giữa giá trị logic nghịch đảo của tiếp điểm n và giá trị bít đầu tiên trong ngăn xếp. Kết quả đợc ghi vào bít đầu
ngăn xếp AI n
OI n
Lệnh thực hiện tức thời toán tử (A) và (O) giữa giá trị logic của tiếp điểm n và giá trị bít đầu
tiên trong ngăn xếp. Kết quả đợc ghi vào bit đầu của ngăn xếp n: I (bit) Bảng 4 : Các lệnh về so sánh : LA D Mô tả Toán hạng
Tiếp điểm đóng khi n1=n2. B=Byte I= Integer D=Double Integer R=Real n1,n2 : VB , IB , QB , MB ,(byte) SMB , AC , Const , * VD* , AC
Tiếp điểm đóng khi n1/n2 B = Byte I = Integer n1 , n2 : VW , T , C , IW , (từ) QW , MW , SMW, AC , AIW, Hằng = = I n1 n2 = = D n 1 n 2 = = R n1 n2 > = B n1 n2 > = I n1 n2
D = Double Integer R = Real số , * VD , *AC Tiếp đóng khi n1[ n2. B = Byte I = Integer D = Double Integer R = Real n1 , n2 : VD , ID , QD , MD (từ kép) SMD , AC , HC , Hằng số , *VD , *AC Bảng 5 : Các lệnh về số học
LAD STL Mô tả Toán hạng +I IN1 IN2
Lệnh thực hiện phép cộng các số nguyên 16 bít IN1và IN2. Trong LAD kết quả là số nguyên 16bit đợc ghi vào OUT.
IN1,IN2 VW,T,C (word) IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, hằng số, *VD, *AC -I IN1 IN2 Lệnh thực hiện phép trừ các số nguyên 16 bít IN1và IN2. Trong LAD kết quả là số nguyên 16bit đợc ghi vào OUT.
IN1,IN2 VW,T,C (word) IW, QW, MW, MW, AC *VD, *AC
LAD STL Mô tả Toán hạng MOVW IN OUT Lệnh sao chép nội dung của một từ đơn IN sang từ đơn IN VB, IB, QB,MB, (byte) SMB, AC,hằng số, *AC, *VD OUT VB, IB,QB, MB, > = D n1 n2 .> = R n1 n2 .< = B n1 n2 .< = I n1 n2 < = D n1 n2 < = R n 1 n2 ADD-I IN1 SUB I IN1 IN2 EN OUT EN OUT MOV W EN IN OUT
OUT (byte) SMB,AC, *AC
LAD Mô tả Toán hạng Lệnh thực hiện phép
nhân hai số nguyên 16bit IN1 và IN2 và cho kết quả ra 32bit chứa trong từ kép OUT (4 byte)
n1, IN1, IN2 VW, T, C,IW, (word) QW,MW, SMW, AC, AIW, hằng số, *VD, *AC
n2 OUT VD,ID,QD,MD (từ kép) SMD,AC,*VD , *AC Lệnh thực hiện phép
chia hai số nguyên 16bit IN1 và IN2 và cho kết quả ra 32bit chứa trong từ kép OUT (4 byte)
n1, IN1, IN2 VW, T,C,IW, (word) QW,MW, SMW, AC, AIW, hằng số, *VD, *AC
n2, OUT VD,ID,QD,MD (từ kép) SMD,AC,*VD, *AC
8. Giới thiệu về TD 200–