1. Giới thiệu chung về PLC:
PLC (Programmable Logic Controllers) là những bộ điều khiển lập trình được.
Chúng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hay trong thương mại. PLC theo dõi các trạng thái ngõ vào, ra các quyết định theo chương trình định sẵn và xuất các tín hiệu điều khiển ra ngõ ra để tự động hóa quá trình (process) hay máy móc (machine
Ƣu điểm của PLC so với đấu dây thuần túy:
- Kích cỡ nhỏ hơn.
- Thay đổi thiết kế dễ hơn và nhanh hơn khi có yêu cầu.
- Có chức năng chẩn đoán lỗi và ghi đè.
- Các ứng dụng có thể dẫn chứng bằng tài liệu.
- Các ứng dụng được nhân bản nhanh chóng và thuận tiện.
2. Ngôn ngữ lập trình:
Có 03 ngôn ngữ lập trình thông dụng cho PLC, (ta tạm dùng chữ “ngôn ngữ” để chỉ môi trường (editor) lập trình cho PLC). 03 ngôn ngữ thông dụng đó là: Statement List (STL), Ladder Logic (LAD), Function Block Diagram (FBD)
Hình 2.12:
PLC
Với S7-200, mỗi ngôn ngữ có thể sử dụng tập lệnh SIMATIC hay tập lệnh theo chuẩn IEC 1131-3, riêng STL chỉ có thể sử dụng tập lệnh SIMATIC.
a. Statement List (STL):
STL cho phép t ạo chương trình bằng cách viết từng câu lệnh, khác với hai ngôn ngữ kia là dạng đồ họa. Chính vì thế trong STL có thể viết những chương trình mà trong
hai ngôn ngữ còn lại không viết được, bởi vì nó sát với ngôn ngữ máy hơn, không bị giới hạn bởi các qui tắc đồ họa. STL thường dành cho các l ập trình viên giàu kinh nghiệm.
STL có nhiều nét tương tự ngôn ngữ lập trình Assembler. Một khái niệm rất quan trọng trong STL là Ngăn xếp (Stack), khái niệm này không có trong LAD và FBD. Ngăn xếp trong STL về kích thước nhỏ hơn nhiều so với khái niệm ngăn xếp trong Assembler, chỉ bao gồm 09 bits.
Tuy nhiên nó lại đóng vai trò lớn hơn, ảnh hưởng tới sự thực hiện của hầu hết các lệnh và các lệnh cũng luôn tác động tới nội dung ngăn xếp.STL thường dành cho các lập trình viên giàu kinh
nghiệm; STL có thể giải quyết được một số vấn đề không thể giải quyết dễ dàng trong LAD và FBD; STL chỉ có thể sử dụng với tập lệnh SIMATIC; Mọi chương trình viết bằng LAD hay FBD đều có thể chuyển về xem và sửa trong STL nhưng không phải tất cả những chương trình viết trong STL đều có thể xem bằng LAD hoặc FBD.
SVTH: Trang b. Ladder Logic (LAD):
Một chương trình viết trong LAD rất giống với một sơ đồ điện, vì thế được rất nhiều người lựa chọn khi lập trình cho PLC nói chung. Chương trình thường được chia thành nhiều phần nhỏ, rất dễ hiểu và tương đối độc lập gọi “network”.
Những thành phần cơ bản của
một chương trình trong LAD là các tiếp điểm (contacts) - đại diện cho các đầu vào như nút bấm, tiếp điểm, điều kiện. . . các cuộn dây (coils) - đại diện cho các đầu ra như đèn, van, cuộn hút. . . và các hộp (box) - đặc trưng cho các phép tính, các bộ định thời, các bộ đếm . . .
Những lý do chính để LAD được yêu thích là: dễ hiểu cho người mới bắt đầu; dễ sử dụng và thông dụng trên toàn thế giới; bao gồm tập lệnh SIMATIC và c ả IEC 1131-3; dễ dàng chuyển sang dạng STL.
c. Function Block Diagram (FBD):
Ví dụ chương trình trong FBD cho thấy nó rất giống với một sơ đồ mạch điện tử số.
Đó là ưu điểm của FBD. FBD bao gồm cả
tập lệnh SIMATIC và IEC 1131-3 và dễ dàng chuyển sang STL.
3. Phân loại lệnh:
a. Lệnh cơ bản:
Là những lệnh được tìm thấy trong hầu hết các chương trình như: timer, counter, math, logical, increment/decrement/invert, move, & block instructions.
b. Lệnh đặc biệt:
Dùng để thao tác dữ liệu: shift, table, find, conversion, for/next, & real-time instructions.
Lệnh tốc độ cao:
Cho phép các sự kiện ho ặc ngắt xảy ra độc lập với thời gian một vòng quét.
Bao gồm high-speed counters, interrupts, output & transmit instructions.
Qui ƣớc:
#, “?.?”, “????”, --->>, EN, ENO
Ký hiệu:
Ngôn ngữ LAD bao gồ m các ký hiệu thông dụng đại diện cho các thành phần điều khiển.
- Contact
- Coil
Coil đại diện cho relay. Được cấp năng lượng khi có nguồn cung cấp. Khi có năng lượng nghĩa là ngõ ra thay đổi trạng thái sang ON, và bit trạng thái lên 1. Bit trạng thái này có thể được sử dụng để điều khiển NO hay NC ở bất cứ đâu trong chương trình.
- Box
Box = function, các box chứa bên trong nhiều câu lệnh để thực thi nhiệm vụ của một khối chức năng. Các box có thể là timer, counter hay các phép toán học.
4. Phần mềm Step 7 – Micro/Win:
STEP 7–Micro/WIN là phần mềm của hãng SIEMENS chạy được trên các hệ điều hành Windows 95/98/Me/NT/2000/XP hỗ trợ việc lập trình và cấu hình PLC họ S7-200 từ đơn giản đến phức tạp. Ngoài ra, nó còn có thể cấu hình cho một số màn hình giao diện người-máy (HMI), truyền thông giữa các thiết bị trong họ MICROMASTER. Với STEP 7–Micro/WIN, người lập trình tiết kiệm rất nhiều thời gian, có thể chuyển đổi giữa các kiểu soạn thảo tiêu chuẩn STD, LAD và FBD; tạo được các thư viện người dùng riêng.