2.1. PLC S7-200
2.1.5.Phần mềm Lập trình cho PLC S7-200
2.1.5.1.Cài đặt phần mềm
- Khai báo cấu hình cứng cho một trạm PLC thuộc họ Simatic.
- Xây dựng cấu hình mạng gồm nhiều trạm PLC S7-200 cũng như thủ tục truyền thơng giữa chúng.
- Soạn thảo và cài đặt chương trình điều khiển cho một hoặc nhiều trạm.
- Quan sát việc thực hiện chương trình điều khiển trong một trạm PLC và gỡ rối chương trình.
Ngồi ra Step7 cịn cĩ cả một thư viện đầy đủ với các hàm chuẩn hữu ích, phần trợ giúp online rất mạnh cĩ khả năng trả lời mọi câu hỏi của người sử dụng về cách sử dụng Step7, về cú pháp lệnh trong lập trình, về xây dựng cấu hình cứng của một trạm cũng như của một mạng gồm nhiều trạm PLC.
Các bước cài đặt phần mềm STEP7 V3.2 như sau: Cho đĩa CD STEP7 vào ổ đĩa CD. Nhấn đúp phím trái chuột vào tệp Setup.exe. Quá trình cài đặt bắt đầu được thực hiện. Cơng việc cài đặt Step7, về cơ bản, khơng khác nhiều so với việc cài đặt các phần mềm ứng dụng khác (như Windows, Office...), tức là cũng bắt đầu bằng việc chọn ngơn ngữ trong cài đặt (mặc định là tiếng Anh), chọn thư mục đích trên ổ cứng kiểm tra dung tích cịn lại trên ổ đích, chọn ngơn ngữ sẽ được sử dụng trong quá trình làm việc với Step7 sau này.
Sau khi cài đặt xong STEP7, trên màn hình (desktop) sẽ xuất hiện biểu tượng (icon) của nĩ như hình bên. Đồng thời trong Menu Start của Windows cũng cĩ thư mục Simatic với tất cả các tên của các
thành phần liên quan, từ các phần mềm trợ giúp đến các phần mềm đặt cấu hình, chế độ làm việc của Step7.
Ngay sau khi STEP7 vừa được cài đặt xong, bằng cách mở đối tượng ta được màn hình chính của STEP 7. Màn hình này cĩ dạng như sau:
Mơ tả các khối chức năng trên giao diện phần mềm PLC:
- Thanh tiêu đề :gồm cửa sổ và các nút điều khiển cửa sổ (đĩng, mở cửa sổ) - Thanh thực đơn: gồm các danh mục cho cửa sổ đang mở:
- Thanh cơng cụ: gồm các thao tác thường dùng nhất dưới dạng ký hiệu
Ví dụ: cách soạn thảo một project:
Để khai báo một Project, từ màn hình chính của Step7 ta chọn File→New hoặc kích chuột vào biểu tựơng “ New Project/Library”. Trong trường hợp muốn mở một Project đã cĩ, ta chọn File→Open hoặc kích chuột vào biểu tượng “Open
2.1.5.3.Thực hiện chương trình
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vịng lặp được gọi là vịng quét (scan). Mỗi vịng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng bộ đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vịng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng lệnh kết thúc (MEND). Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn truyền thơng nội bộ và kiểm lỗi. Vịng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra
- Nhập dữ liệu vào:
Ngay tại đầu vịng quét, các dữ liệu tại cổng vào số đã được CPU chuyển tới bộ đệm vào số (process image input register). Như vậy tại thời điểm thực hiện lệnh vào thơng thường lệnh khơng làm việc trực tiếp với cổng vào số mà chỉ thơng qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số.
CPU khơng thể tự động truy nhập dữ liệu tại các cổng vào tương tự, mà truy nhập trực tiếp bằng lệnh vào của chương trình.
- Thực hiện chương trình:
Trong mỗi vịng quét, chương trình được thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết thúc bằng lệnh cuối cùng. Khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi cơng việc khác ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào ra.
ngắt chỉ được thực hiện trong vịng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và cĩ thể xẩy ra ở bất cứ thời điểm nào trong vịng quét.
- Truyền thơng và kiểm tra lỗi:
Việc truyền thơng giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý.
Trong suốt giai đoạn này của mỗi vịng quét, CPU sẽ kiểm tra chương trình, bộ nhớ chương trình cũng như trạng thái của các mơ đun vào ra
- Chuyển dữ liệu ra ngồi:
Cuối mỗi vịng quét nội dung của bộ đệm ra số (process image output register) lại được CPU chuyển tới cổng số. Tương tự CPU khơng làm việc trực tiếp với cổng ra số mà cũng chỉ thơng qua bộ đệm ảo, nhưng việc truy nhập cổng ra tương tự lại được CPU thực hiện trực tiếp.
Ví dụ: Minh hoạ chu kỳ quét của CPU
CPU sẽ kiểm tra tình trạng cổng vào và cổng ra trong mỗi chu kỳ. Những dữ liệu nhị phân của mơ đun vào/ra được lưu trữ vào các cùng nhớ riêng biệt của các bộ đệm ảo của cổng vào/ra.
Bộ đệm cổng vào: nằm trong vùng nhớ của CPU. Nĩ lưu trữ tình trạng tín hiệu của tất cả các cổng vào. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bộ đệm cổng ra: chứa tất cả các giá trị của cổng ra là kết quả của quá trình xử lý chương trình. Chúng được chuyển tới cổng ra vào cuối chu trình.
Đầu tiên CPU sẽ kiểm tra tình trạng những tín hiệu ở đầu vào và cập nhật bộ đệm cổng vào. Sau đĩ thực hiện chương trình theo từng lệnh. Và cuối cùng là ghi các giá trị từ bộ đệm cổng ra đến các mơ đun cổng ra.
2.1.5.4.Các chế độ hoạt động
CPU của bộ điều khiển lập trình S7-200 cĩ hai chế độ hoạt động STOP và RUN. • Chế độ STOP: chương trình khơng thể thực hiện ở chế độ này. Chế độ này được dùng để thực hiện các bước chuẩn bị cho việc thực hiện chương trình như: viết, nạp hay kiểm tra chương trình hoặc đặt các thơng số hoạt động cho CPU.
• Chế độ RUN: Chương trình được chạy ở chế độ này. Ta khơng thể tiến hành các bước hoạt động như viết, nạp chương trình hay thay đổi các giá trị đặt nhưng vẫn cĩ thể theo dõi được tình trạng các bit vào ra.
2.1.5.5.Tổ chức chương trình
Tất cả chương trình của S7-200 phải cố định theo cách tổ chức thân chương trình chính và sau đĩ là các chương trình con và các thủ tục ngắt như sau:
- Chương trình chính được gọi một lần trong mỗi vịng quét và kết thúc bởi lệnh kết thúc MEND.
- Chương trình con là một bộ phận của chương trình, được thực hiện khi được gọi từ chương trình chính. Các chương trình con phải được viết sau lệnh kết thúc chương trình chính đĩ là lệnh MEND. Sử dụng lệnh RET để thốt khỏi chương trình con.
- Thủ tục ngắt cũng là một bộ phận của chương trình được thực hiện theo sự xuất hiện ngắt. Nếu sử dụng thủ tục ngắt phải theo sau sự kết thúc của chương trình chính. Lệnh RETI được sử dụng để thốt khỏi chương trình xử lý ngắt và trả điều khiển về chương trình chính.
Nhĩm tất cả các chương trình con với nhau theo sau chương trình chính và các chương trình ngắt theo sau chương trình con, ta cĩ một cấu trúc chương trình dễ dàng đọc và hiểu. Cĩ thể tự do trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính.