Bài giảng Ứng dụng PLC điều khiển các hệ truyền động thủy khí công nghiệp - Chương 3: Ngôn ngữ lập trình cho PLC - Phạm Tất Thắng

CHƢƠNG 3 
 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH CHO PLC 
5
7 
58 
I. Các bƣớc lập trình cho PLC 
1.Tìm hiểu rõ các yêu 
cầu công nghệ 
2.Liệt kê cổng vào ra, 
lựa chọn PLC 
3.Phân cổng vào ra 
4. Dựng lƣu đồ 
chƣơng trình 
5. Dịch lƣu đồ ra giản 
đồ thang 
6.Lập trình giản đồ 
thang vào PLC 
59 
7.Mô phỏng chƣơng 
trình, kiểm tra phần 
mềm 
Chƣơng trình đúng ? 
8.Nối PLC với thiết bị 
thực 
9.Kiểm tra kết nối 
Sửa 
chƣơng 
trình 
Chƣơng trình đúng ? 
10. Chạy hệ thống 
Đúng 
Sai 
Sai 
Đúng 
60 
11.Lƣu cất chƣơng 
trình, bàn giao 
Kết thúc 
61 
 Lƣu ý trong một số bƣớc lập trình: 
Bƣớc 2: Liệt kê đầy đủ các cổng vào ra, các cổng dự trữ, cần thiết khi phát 
triển hệ thống.v.v và chọn PLC có số đầu vào ra lớn hơn hoặc bằng theo yêu 
cầu. 
Bƣớc 3 : Phân cổng vào ra cho PLC về nguyên tắc nên tuân thủ các nguyên 
tắc để thuận tiện cho việc lập trình, theo dõi kiểm tra phát hiện lỗi như sau : 
 Phân cổng vào ra theo chức năng yêu cầu: ví dụ đầu vào đếm tốc độ 
cao, đầu vào Analog, đầu vào logic, phải đúng với các đầu vào chức năng của 
PLC 
 Phân cổng vào ra có dụng ý: theo tên gọi, hoặc theo trình tự tác động để 
tận dụng được các khả năng tín hiệu hoá của PLC. dễ theo dõi phát hiện lỗi và 
dễ lập trình. 
62 
II. Cấu trúc bộ nhớ cho PLC 
 Chức năng: 
 - Lưu trữ tạm thời các bảng trạng thái I/O. 
 - Lưu trữ chương trình, dữ liệu,  
 - Làm bộ đệm trạng thái các chức năng PLC. 
 Phân loại: 
 - RAM 
 - EEPROM 
 - Bộ nhớ ngoài 
63 
II. Cấu trúc bộ nhớ cho PLC 
 PHÂN CHIA BỘ NHỚ 
Gồm 4 vùng: 
 Vùng chƣơng trình: lƣu trữ lệnh chƣơng trình 
 Vùng tham số: lƣu trữ các tham số nhƣ từ khóa, địa 
chỉ,  
 Vùng dữ liệu: lƣu trữ dữ liệu của chƣơng trình nhƣ kết 
quả tính, bộ đệm truyền thông,  
 Vùng đối tƣợng: lƣu dữ liệu cho các đối tƣợng lập trình 
nhƣ counter, timer, thanh ghi, bộ đệm ngõ vào/ra tƣơng 
tự. 
64 
II. Cấu trúc bộ nhớ cho PLC 
 VÙNG NHỚ DỮ LIỆU PLC S7-200 
 Là miền nhớ động, cóthểtruy cập theo bit, byte, word, 
Dword. 
 Chia làm 5 miền nhỏ: 
 - Miền I (Input image register) 
 - Miền Q (Output image register) 
 - Miền V (Variable Memory) 
 - Miền M (internal Memory bits) 
 - Miền SM (Special memory bits) 
65 
II. Cấu trúc bộ nhớ cho PLC 
 VÙNG NHỚ DỮ LIỆU PLC S7-200 
Miền I: là thanh ghi đệm, lƣu các giá trị ngõ vào khi PLC hoạt 
động. 
Miền Q: thanh ghi đệm, chứa các kết quả chƣơng trình để 
điều khiển ngõ ra. 
Miền V: lƣu các kết quả trung gian khi thực hiện chƣơng 
trình. 
66 
II. Cấu trúc bộ nhớ cho PLC 
 VÙNG NHỚ DỮ LIỆU PLC S7-200 
Miền M: đƣợc sử dụng nhƣ các relay điều khiển để lƣu trạng 
thái trung gian của 1 hoạt động hoặc các thông tin điều khiển 
khác. 
Miền SM: chứa các bit đểlựa chọn và điều khiển các chức 
năng đặc biệt của CPU. 
67 
II. Cấu trúc bộ nhớ cho PLC 
68 
II. Cấu trúc bộ nhớ cho PLC 
 PHƢƠNG THỨC TRUY CÂP BỘ NHỚ 
 Theo Bit: tên miền + địa chỉbyte + ‘.’+ chỉsốbit 
 M0.0, I2.5, Q1.0,  
 Theo Byte: tên miền + B + địa chỉbyte 
 VB5, IB2, QB0, (VB5=V5.0 V5.1 V5.7) 
 Theo Word: tên miền + W + địa chỉbyte cao của word 
 VW0, QW1, IW2, (VW0=VB0 VB1) 
 Theo Double word: tên miền + D + địa chỉ word cao của 
double word VD0, QD2, ID1,  
 (VD0 = VW0 VW2 = VB0 VB1 VB2 VB3) 
69 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
PLC có 3 ngôn ngữ lập trình 
 Ngôn ngữ liệt kê dòng lệnh (STL) 
 Ngôn ngữ giản đồ thang (LAD) 
 Ngôn ngữ khối chức năng ( FBD) 
70 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
 Ngôn ngữ liệt kê dòng lệnh (STL) 
 Sử dụng các lệnh gợi nhớ. 
 Phù hợp cho ngƣời có kinh nghiệm lập trình. 
 Điều khiển nhiều chức năng hơn LAD và FBD. 
 Có thể từ STL chuyển sang LAD và FBD. 
71 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
 Ngôn ngữ giản đồ thang (LAD) 
 Chƣơng trình tƣơng tự nhƣ sơ đồ nối dây mạch điện. 
 Mô phỏng chuyển động của dòng điện từ nguồn qua các 
điều kiện ngõ vào tác động đến ngõ ra. 
 Phù hợp với ngƣời mới bắt đầu. 
72 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
 Ngôn ngữ giản đồ thang (LAD) 
 Sử dụng các lệnh nhƣ các khối logic. 
 Chƣơng trình là sự kết nối các hộp. 
73 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
1. Lệnh LD (LoaD) : 
Lệnh LD dùng để đặt một công tắc logic thường mở vào chương 
trình. 
Chƣơng trình STL: lênh LD luôn xuất hiện ở vị trí 
đầu tiên của một nhánh chương trình hoặc mở đầu một 
khối logic. 
Cú pháp: LD bit 
 Toán hạng 
Địa chỉ Loại dữ liệu Vùng biến nhớ 
bit bool I,Q,V,M 
Ví dụ: LD I0.1 
74 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
Chƣơng trình dạng LAD: lệnh LD thể hiện công tắc 
logic thường mở đầu tiên nối trực tiếp với bus bên trái 
của một nhánh chương trình hay công tắc thường mở 
đầu tiên của logic. 
75 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
2. Lệnh LDN (LoadD Not) : 
Lệnh LDN dùng để đặt một công tắc logic thường đóng vào 
chương trình. 
Cú pháp: 
 Siemens: LDN bit 
 Omron: LD NOT bit 
Toán hạng 
Địa chỉ Loại dữ liệu Vùng biến nhớ 
bit bool I,Q,V,M 
Ví dụ: LDN I0.1 
76 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
Chƣơng trình dạng LAD: 
77 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
3. Lệnh gán ’ = ‘ (OUTPUT) : 
Cú pháp: = bit 
Toán hạng 
Địa chỉ Loại dữ liệu Vùng biến nhớ 
bit bool I,Q,V,M 
Ví dụ: = Q0.0 
78 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
79 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
4. Lệnh SET / RESET : 
-Lệnh SET dùng để đặt trạng thái của bit về mức logic 1 vĩnh viễn. 
- Lệnh RESET dùng để đặt trạng thái của bit về mức logic 0 vĩnh 
viễn. 
Cú pháp: S S_bit n : Ghi giá trị logic 1 vào n bít 
 kể từ bít S_bit 
 R R_bit n : Ghi giá trị logic 0 vào n bít 
 kể từ bít R_bit 
Toán hạng 
Địa chỉ Loại dữ liệu Vùng biến nhớ 
bit bool I,Q,V,M 
80 
III. Các lệnh cơ bản cho PLC 
LAD STL 
81 
IV. Các lệnh logic cho PLC 
1. Lệnh AND 
 Cú pháp: A bit 
Toán hạng 
Địa chỉ Loại dữ liệu Vùng biến nhớ 
bit bool I,Q,V,M,T,C 
LAD STL 
82 
IV. Các lệnh logic cho PLC 
2. Lệnh AND NOT 
 Cú pháp: AN bit 
Toán hạng 
Địa chỉ Loại dữ liệu Vùng biến nhớ 
bit bool I,Q,V,M,T,C 
LAD STL 
83 
IV. Các lệnh logic cho PLC 
3. Lệnh OR 
 Cú pháp: O bit 
Toán hạng 
Địa chỉ Loại dữ liệu Vùng biến nhớ 
bit bool I,Q,V,M,T,C 
LAD STL 
84 
IV. Các lệnh logic cho PLC 
4. Lệnh OR NOT 
 Cú pháp: ON bit 
Toán hạng 
Địa chỉ Loại dữ liệu Vùng biến nhớ 
bit bool I,Q,V,M,T,C 
LAD STL 
85 
IV. Các lệnh logic cho PLC 
5. Lệnh NOT 
 Lệnh đảo giá trị logic 
 Cú pháp: NOT 
 LAD STL 
86 
III. Các lệnh logic cho PLC 
6. Lệnh OLD ( OR LOAD) 
 Nối song song 2 tổ hợp khối 
 LAD STL 
87 
III. Các lệnh logic cho PLC 
7. Lệnh ALD ( AND LOAD) 
 Nối nối tiếp 2 tổ hợp khối 
 LAD STL 
88 
III. Các lệnh logic cho PLC 
Ví dụ 1: chuyển chƣơng trình dạng Ladder sang STL 
1. 
2. 
89 
III. Các lệnh logic cho PLC 
Ví dụ 2: chuyển chƣơng trình dạng STL sang Ladder 
90 
III. Các lệnh logic cho PLC 
8. Lệnh khai báo điểm rẽ nhánh và gọi lại điểm rẽ nhánh 
 ( LPS , LPP) 
91 
III. Các lệnh logic cho PLC 
Ví dụ 1: chuyển chƣơng trình dạng Ladder sang STL 
92 
III. Các lệnh logic cho PLC 
Ví dụ 2: 
Ban đầu xilanh ở vị trí KH1. 
Bấm nút Start, xilanh chuyển động 
tịnh tiến ra đẩy chi tiết và quay trở lại 
khi gặp KH 2. Xilanh chuyển động 
 lùi về và dừng lại khi gặp KH1 
93 
III. Các lệnh logic cho PLC 
Ví dụ 3: 
Ban đầu xilanh ở vị trí KH1. 
Bấm nút Start, xilanh chuyển động 
tịnh tiến ra đẩy chi tiết và quay trở lại 
khi gặp KH 2. Xilanh chuyển động 
 lùi về và dừng lại khi gặp KH1 
94 
III. Các lệnh logic cho PLC 
95 
III. Các lệnh logic cho PLC 
Ví dụ 4: 
96 
III. Các lệnh logic cho PLC 
PLC 
 M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 
+24 0 
Q0.1 Q.02 Q0.3 Q0.4 
+24V 
0V 
RL1 RL2 RL3 RL4 
Start Stop KH1.1 KH1.2 KH2.2 KH2.1 
97 
III. Các lệnh logic cho PLC 
Ví dụ 5: Máy cắt phôi tự động 
98 
III. Các lệnh logic cho PLC 
Ví dụ 6: Bơm nƣớc thải 
B1
B2
P-1
P-2
Hố thu nước thải
FS1
FS2
FS3
99 
III. Các lệnh logic cho PLC 
Ví dụ 7: Bơm cấp nƣớc 
B1
P-1
FS3
Bể ngầm
FS1
FS2
Bể nước
10
0 
III. Các lệnh logic cho PLC 
Ví dụ 8: Hệ thống vận chuyển sản phẩm 
10
1 
III. Các lệnh logic cho PLC 
9. Lệnh phát hiện sƣờn lên EU ( Edge Up)/ Sƣờn xuống 
 ED ( Edge Down) 
 EU: Lệnh này phát hiện sự chuyển trạng thái của tín hiệu từ mức 
 0 lên mức 1. 
 ED: Lệnh này phát hiện sự chuyển trạng thái của tín hiệu từ mức 
1 xuống mức 0 
10
2 
III. Các lệnh logic cho PLC 
10
3 
IV. Các bit đặc biệt hay dùng 
- SM0.0 : 
- SM0.1: 
- SM0.2: 
- SM0.3: 
- SM0.4: 
- SM0.5: 
- SM0.6: 
- SM0.7: 
10
4 
V. Bộ định thì- Timer 
1. Định nghĩa: 
 Là bộ đếm xung có chu kỳ xác định và khi được kích hoạt 
nó sẽ thực hiện đủ số xung tương ứng với thời gian cần đã đặt. 
 Thời gian trễ = n x độ phân giải 
 n: số xung 
 độ phân giải: 1ms, 10ms, 100ms 
 PLC S7-200 CPU 214 CPU 222 CPU 224 
Timer 256 ( T0-T255) 256 ( T0-T255) 256 ( T0-T255) 
ON/OFF delay 1ms T32,T96 T32,T96 T32,T96 
 10ms T33-T36 
T97-T100 
T33-T36 
T97-T100 
T33-T36 
T97-T100 
 100ms T37-T63 
T101-255 
T37-T63 
T101-255 
T37-T63 
T101-255 
10
5 
V. Bộ định thì- Timer 
2. Lệnh TON ( On Delay): 
10
6 
V. Bộ định thì- Timer 
2. Lệnh TOF ( Off Delay): 
10
7 
V. Bộ định thì- Timer 
Ví dụ 1: 
10
8 
V. Bộ định thì- Timer 
Ví dụ 2: 
10
9 
V. Bộ định thì- Timer 
Cảm biến vùng: 
11
0 
V. Bộ định thì- Timer 
Ví dụ 2: 
11
1 
V. Bộ định thì- Timer 
Ví dụ 2: 
KH1 KH2 KH1 
XL1 
KH3 KH4 
XL 2 
KH1 KH2 KH1 T=2.5s 
KH3 KH4 
XL1 
XL 2 
KH3 
KH3 
KH2 
KH2 
1 
2 
11
2 
V. Bộ định thì- Timer 
Ví dụ 2: 
KH1 KH2 KH1 
XL1 
KH3 KH4 
XL 2 
KH1 KH2 KH1 T=2.5s 
KH3 KH4 
XL1 
XL 2 
KH3 
KH3 
KH2 
KH2 
1 
2 
11
3 
V. Bộ định thì- Timer 
Ví dụ 2: 
KH1 KH2 KH1 
XL1 
KH3 KH4 
XL 2 
KH3 
KH2 
1 
M0.0 
11
4 
V. Bộ định thì- Timer 
Ví dụ 2: 
KH1 KH2 KH1 T=2.5s 
KH3 KH4 
XL1 
XL 2 
KH3 
KH2 
M0.1 
M0.2 
11
5 
V. Bộ định thì- Timer 
VD2.1 
11
6 
V. Bộ định thì- Timer 
11
7 
V. Bộ định thì- Timer 
11
8 
V. Bộ định thì- Timer 
VD3 
KH1 
KH2 
KH3 
15s 60s 
11
9 
V. Bộ định thì- Timer 
VD4 
KH1 
KH2 
KH3 
KH4 
XL1 
XL2 
12
0 
V. Bộ định thì- Timer 
VD5 
KH1 
KH2 
5s 
12
1 
V. Bộ định thì- Timer 
VD6 
KH1 
KH2 
5s 
12
2 
V. Bộ định thì- Timer 
Ví dụ 3: Đèn giao thông 
Điều khiển tín hiệu đèn giao thông ở các ngã 
 tư với các thông số về thời gian như sau: 
Đèn xanh sáng 25s, đèn Vàng sáng 5s, 
đèn Đỏ sáng 30s, 
. Khởi động hệ thống bằng nhấn 
 nút PB_Start, dừng bằng cách nhấn PB_Stop. 
12
3 
V. Bộ định thì- Timer 
BT1 
BT2 
BT3 
Ví dụ 3: Băng tải 
Bấm nút khởi động: BT3 chạy, sau đó 5s BT2 chạy, sau 5s BT1 chạy 
Bấm nút dừng: BT1 dừng, sau 5s BT2 dừng, sau 5s BT3 dừng 
12
4 
V. Bộ định thì- Timer 
12
5 
V. Bộ định thì- Timer 
12
6 
V. Bộ định thì- Timer 
12
7 
V. Bộ định thì- Timer 
Ví dụ 3: Máy ép 
12
8 
 Bộ đếm dùng để đếm sự kiện xảy ra. 
 Có 2 loại bộ đếm: + Đếm tăng ( Counter-Up) 
 + Đếm giảm ( Counter-Down) 
 + Đếm thuận nghịch 
V. Bộ đếm - Counter 
12
9 
 1. Bộ đếm tăng – CTU 
 Đếm số sườn lên của tín hiệu đầu vào, kết quả đếm này 
được so sánh với giá trị đặt. Khi giá trị tức thời này 
lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt thì bit Cxx có giá trị 
logic 1 
V. Bộ đếm - Counter 
 Cú pháp: CTU Cxx PV 
CU: đầu vào xung đếm 
R : đầu vào Reset 
PV :giá trị đặt 
Cxx: C0-C255 
13
0 
 1. Bộ đếm tăng – CTU 
 Đếm số sườn lên của tín hiệu đầu vào, kết quả đếm 
này được so sánh với giá trị đặt. Khi giá trị tức thời 
này lớn hơn hoặc bằng giá trị đặt thì bit Cxx có giá trị 
logic 1 
V. Bộ đếm - Counter 
 Cú pháp: CTU Cxx PV 
CU: đầu vào xung đếm 
R : đầu vào Reset 
PV :giá trị đặt VW; T; C; IW; QW; MW; SMW; 
AC; AIW; Constant 
Cxx: C0-C255 
13
1 
 2. Bộ đếm lùi – CTD 
 Đếm số sườn lên của tín hiệu đầu vào. Bộ counter sẽ 
đếm lùi bắt đầu từ giá trị đặt. Khi giá trị tức thời này 
bằng 0 bit Cxx có giá trị logic 1 
V. Bộ đếm - Counter 
 Cú pháp: CTD Cxx PV 
CD: đầu vào xung đếm 
LD : đầu vào đặt giá trị ban đầu 
PV :giá trị đặt VW; T; C; IW; QW; MW; SMW; 
AC; AIW; Constant 
Cxx: C0-C255 
13
2 
V. Bộ đếm - Counter 
13
3 
 3. Bộ đếm tiến/ lùi – CTUD 
V. Bộ đếm - Counter 
 Cú pháp: CTUD Cxxx PV 
CU: đầu vào đếm tiến 
CD: đầu vào đếm lùi 
R : đầu vào Reset 
PV :giá trị đặt VW; T; C; IW; QW; MW; SMW; 
AC; AIW; Constant 
Cxx: C0-C255 
13
4 
V. Bộ đếm - Counter 
13
5 
V. Bộ đếm - Counter 
Dây chuyền đếm sản phẩm 
Moi hop 40 qua tao 
Băng tải hộp 
B¨ Băng tải táo 
Start Stop 
Cảm biến 
hộp 
Cảm biến táo 
13
6 
V. Bộ đếm - Counter 
13
7 
VI. Các lỗi hay gặp trong lập trình 
1. Không được lập trình Hai hoặc nhiều " Thang " khác 
nhau hay " nhánh hoàn thiện" trong cùng một Network 
13
8 
VI. Các lỗi hay gặp trong lập trình 
2. Nếu một lệnh OUT, hoặc một lệnh FUN luôn cần điều 
kiện thực hiện là ON, thì lệnh này không được nối trực 
tiếp với đường trục nguồn Power bus bên trái mà 
Thay vào đó phải nối qua một tiếp điểm cờ thường ON 
- ( ALWAYS ON SM0.0)... 
13
9 
VI. Các lỗi hay gặp trong lập trình 
3. Một nhánh không được xuất phát từ một nhánh song 
song khác. 
14
0 
VI. Các lỗi hay gặp trong lập trình 
4. Nếu một địa chỉ bít dùng lặp lại trên hai lệnh OUT PUT 
khác nhau thì lệnh OUT PUT đi trước sẽ không có tác 
dụng