đồ án đèn giao thông dùng plc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (894.54 KB, 72 trang )

Đang xem: đồ án đèn giao thông dùng plc

Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
CHƯƠNG 1
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA ĐÈN GIAO THÔNG
I. Cấu Tạo Và Nguyên Tắc Hoạt Động Của Đèn Giao Thông
Mô hình đèn giao thông ngã tư
1
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
1. Cấu Tạo
Hệ thống đèn giao thống đèn giao thông hay đèn điều khiển giao thông gồm hai cột
đèn chính được lắp đặt tại hai đầu của hai làn đường khác nhau ở hai đầu ngã tư. Mỗi
một cột đèn gồm 6 đèn đó là 3 đèn chính gồm: đèn xanh, đèn đỏ và đèn vàng; 2 đèn
phụ là 2 đèn dùng điều khiển làn đường dành cho người đi bộ, đèn xanh ngừi đi bộ và
đèn đỏ người đi bộ.
Ngoài ra mỗi một hệ thống đèn có một hộp điều khiển từ đó sẽ phát ra tín hiệu điều
khiển đèn. Tín hiệu điều khiển của đèn từ CPU thông qua các cổng ra rồi đến rơle, rồi
qua hệ thống dây nối đến các đèn.
2. Nguyên Tắc Hoạt Động
Cơ chế hoạt động của đèn giao thông thạt ra rất đơn giản. Khi đèn xanh của làn đường
1(đx1) được bật sáng thì cùng lúc đó đèn đỏ của làn đường 2(đđ2), cho người đi bộ ở
làn đường 1(đđn1), đèn xanh đi bộ làn đường 2(đxn2) cũng được bật sang. Sau một
khoảng thời gian nhất định đx1 tắt, đèn vàng 1(đv1) được bật lên .
Khi đv1 tắt thì đđ2, đđn1, đxn2 mới tắt, cùng lúc đó đèn xanh 2(đx2), đèn đỏ 1(đđ1),
đèn đỏ cho người đi bộ 2(đđn2), đèn xanh cho người đi bộ 1(đxn1) được bật sáng.
Lúc đèn vàng 2(đv2) được bật lên cũng là lúc đx2 tắt, đv2 tắt chu kỳ được lặp lại với
đđ2, đx1…
3. Giản đồ thời gian cho từng đèn
Với một chu kỳ đèn bất kỳ ta có giản đồ thời gian hoạt động của từng đèn như sau:
2
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ

3

Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
4. “Làn Xanh”
Khái niệm đèn xanh được đề cập đến ở đây chính là làm thế nào để phương tiện tham
gia giao thông có thể có thể gặp hai đèn xanh liên tiếp ở hai ngã tư liền nhau. Muốn
được như vậy chúng ta phải làm sao cho chu kỳ của đèn ở ngã tư tiếp theo phù hợp
với tốc độ của phương tiện và khoảng cách giữa hai ngã tư. Và giải pháp được đề cập
ở đây là ở ngã tư thứ hai ta lắp một Timer có tác dụng tạo thời gian trễ của chu kỳ đèn
thứ hai so với đèn thứ nhất phù hợp.
Bài toán đèn giao thông trong đồ án này chưa đề cập đến “làn xanh” mà chỉ là chương
trình điều khiển cho một ngã tư.
4
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
CHƯƠNG 2
CÔNG CỤ THƯC HIỆN BÀI TOÁN
I. Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7 – 200
Trong công nghiệp sản xuất,để điều khiển một dây chuyền, một thiết bị máy móc
công nghiệp…người ta thực hiện kết nối các linh kiện điều khiển rời (rơle, timer,
contactor …) lại với nhau tuỳ theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điện điều
khiển. Công việc này khá phức tạp trong thi công, sửa chữa bảo trì do đó giá thành
cao. Khó khăn nhất là khi cần thayđổi một hoạt động nào đó.Một hệ thống điều khiển
ưu việt mà chúng ta phải chọn được điều khiển cho một máy sản xuất cần phải hội đủ
các yêu cầu sau: giá thành hạ, dễthi công, sửa chữa, chất lượng làm việc ổn định linh
hoạt…Từ đô hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC (Programable
LogicControl) ra đời đã giải quyết được vấn đề trên. Thiết bị điều khiển lập trình đầu
tiên nó được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (Công ty General Moto – Mỹ).
Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh,người sử dụng gặp nhiều khó
khăn trong việc vận hành hệ thống. Vì vậy các nhà thiết kế từng bước cải tiến
hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhưng việc lập trình cho hệ thống còn khó
khăn, do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập trình.
Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay

(programmablecontroller handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Trong giai đoạn
này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống
Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển. Qua quá trình vận hành, các nhà
thiết kế đã từng bước tạo ra được một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là:
dạng lập trình dùng giản đồ hình thang. Trong những năm đầu thập niên 1970, những
hệ thống PLC còn có thêm khả năng vận hành với những thuật toán
hỗ trợ (arithmetic), “vận hành với các dữ liệu cập nhật” (data manipulation). Do sự
phát triển của loại màn hình dùng cho máy tính (Cathode Ray Tube: CRT), nên việc
5
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho hệ thống càng trở nên thuận tiện hơn.
Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẻ
thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẻ. Tốc độ xử
lý của hệ thống được cải thiện, chu kỳ quét ( scan) nhanh hơn làm cho hệ thống PLC
xử lý tốt với những chức năng phức tạp, số lượng cổng ra/vào lớn. Một PLC có đầy
đủ các chức năng như: bộ đếm, bộ định thời, các thanh ghi (register ) và tập lệnh cho
phép thực hiện các yêu cầu điều khiển phức tạp khác nhau. Hoạt động của PLC hồn
tồn phụ thuộc vào chương trình nằm trong bộ nhớ , nó luôn cập nhật tín hiệu ngõ vào,
xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ ra.
Những đặc điểm của PLC :
-Thiết bị chống nhiễu
-Có thể kết nối thêm các modul để mở rộng ngõ vào/ra.
-Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
-Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển bằng máy lập trình hoặc máy tính cá nhân
Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ.
-Bảo trì dễ dàng. Do các đặc điểm trên PLC cho phép người điều hành không mất
nhiều thời gian nối dây phức tạp khi cần thay đổi chương trình điều khiển, chỉ cần lập
chương trình mới thay cho chương trình cũ. Việc sử dụng PLC vào các hệ thống điều
khiển ngày càng thông dụng, để đáp ứng yêu cầu ngày càng đa dạng này, các nhà sản
xuất đã đưa ra hàng loạt các dạng PLC với nhiều mức độ thực hiện đủ để đáp ứng các

yêu cầu khác nhau của người sử dụng. Để đánh giá một bộ PLC người ta dựa vào 2
tiêu chuẩn chính: dung lượng bộ nhớ và số tiếp điểm vào/ra của nó. Bên cạnh
đó cũng cần chú ý đến các chức năng như: bộ vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngôn ngữ
lập trình, khả năng mở rộng số ngõ vào/ra.
6
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
1. Cấu hình cứng
PLC viết tắt của Programmable Logic Control, là thiết bị điều khiển logic lập trình
được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển thông qua một ngôn ngữ
lập trình.
S7 – 200 là thiết bị điều khiển khả trình loại nhỏ của hãng Siemens, có cấu trúc theo
kiểu modul và có các modul mở rộng. Các modul này sử dụng cho nhiều
ứng dụng lập trình khác nhau. Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối vi xử lý CPU
212 hoặc CPU 214. Về hình thức bên ngoài, sự khác nhau của hai loại CPU này nhận
biết được nhờ số đầu vào/ra và nguồn cung cấp.
-CPU 212 có 8 cổng vào, 6 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng 2 modul
mở rộng.
-CPU 214 có 14 cổng vào, 10 cổng ra và có khả năng được mở rộng thêm bằng 7
modul mở rộng.
S7 – 200 có nhiều loại modul mở rộng khác nhau.
CPU 214 bao gồm:
– 2048 từ đơn (4K byte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile dể lưu chương trình
(vựng nhớ có giao diện với EEPROM).
-2048 từ đơn (4K byte) kiểu đọc/ghi để lưu dữ liệu, trong đó 512 từ đầu thuộc miền
nhớ non-volatile.
-14 cổng vào và 10 cổng ra logic.
-Cú 7 modul để mở rộng thêm cổng vào/ra bao gồm luôn cả modul analog.
-Tổng số cổng vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra.
7
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ

-128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms, 16 Timer 10ms
và 108 Timer 100ms.
-128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi.
-688 bit nhớ đặc biệt dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.
-Các chế độ ngắt và xử lý ngắt bao gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc
xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.
-3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2 KHz và 7KHz.
-2 bộ phát xung nhanh cho dãy xung kiểu PTO hoặc kiểu PWM.
-2 bộ điều chỉnh tương tự.
-Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị
mất nguồn nuôi.
Các cổng ra
Các cổng vào Cổng truyền thông RS 485
Hình 1: Bộ điều khiển lập trình được (khả trình) S7 -200 với khối vi xử lý CPU 214
 Mô tả các đèn báo trên S7-200 CPU 214:
8
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
SF Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng. Đèn SF sáng lên khi PLC (đèn đỏ) có
bị hỏng
RUN Đèn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện (đèn xanh)
chương trình được nạp vào trong máy
STOP Đèn vàng STOP chỉ định rằng PLC đang ở chế độ dừng
(đèn vàng) chương trình đang thực hiện lại
Ix.x Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng Ix.x
(đèn xanh) (x.x = 0.0 ÷ 1.5). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị
logic của cổng
Qy.y Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng Qy.y
(đèn xanh) (y.y = 0.0 ÷ 1.1). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị
logic của cổng.
Cổng truyền thông :

S7 – 200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ
cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho
máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do
là 300 đến 38.400.
Hình 2 : Sơ đồ chân của cổng truyền thông
9
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
Trong đó : Chân Giải thích
1 Đất
2 24 VDC
3 Truyền và nhận dữ liệu
4 Không sử dụng
5 Đất
6 5VDC (điện trở trong 100Ω)
7 24 VDC (120mA tối đa)
8 Truyền và nhận dữ liệu
9 Không sử dụng
Để ghép nối S7 – 200 với máy lập trình PG702 hoặc với các loại máy lập trình
thuộc họ PG7xx có thể sử dụng cáp nối thẳng qua MPI. Cáp đó đi kèm theo máy lập
trình
Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ
chuyển đổi RS232/RS485.
 Công tắc chọn chế độ làm việc của PLC
Công tắc chọn chế độ làm việc nằm phía trên, bên cạnh các cổng ra của S7 – 200 có
ba vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau cho PLC.
10
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
– RUN cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộnhớ. PLC S7 – 200 sẽ rời
khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố hoặc trong
chương trình gặp lệnh STOP, thậm chí ngay cả khi công tắcở chế độ RUN. Nên quan sát

trạng thái thực tại của PLC theo đèn báo.
-STOP cưỡng bức PLC dừng thực hiện chương trình đang chạy và chuyển sang
chế độ STOP. Ởchế độ STOP PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình
hoặc nạp một chương trình mới.
-TERM cho phép máy lập trình tự quyế tđịnh một trong các chế độlàm việc cho PLC
hoặc ở chế độ RUN hoặc ở chế độ STOP.
 Chỉnh định tương tự
Điều chỉnh tương tự (1 bộ trong CPU 212 và 2 trong CPU 214) cho phép điều
chỉnh các biến cầ nphải thay đổi và sử dụng trong chương trình. Núm chỉnh analog
được lắp đặt dưới nắp đậy bên cạnh các cổng ra. Thiết bị chỉnh định có thể quay 270
0
.
 Pin và nguồn nuôi bộ nhớ
Nguồn nuôi dùng để mở rộng thời gian lưu giữ cho các dữ liệu có trong bộ nhớ .
Nguồn pin tự động được chuyển sang trạng thái tích cực nếu như dung lượng tụ
nhớ bị cạn kiệt và nó phải thay thế vào vị trí đó để dữ liệu trong bộ nhớ không bị mất
đi.
2. Cấu trúc bộ nhớ
Phân chia bộnhớ :
Bộ nhớ của S7 – 200 được chia thành 4 vùng với một tụ có nhiệm vụ duy trì dữ liệu
trong một khoảng thời gian nhất định khi mất nguồn. Bộ nhớ của S7 – 200 có tính
năng động cao, đọc và ghi được trong toàn vùng, loại trừ phần bit nhớ đặc biệt được
kí hiệu SM (Special Memory) chỉ có thể truy nhập để đọc
11
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
 Vùng chương trình: là miền nhớ được sử dụng để lưu các lệnh chương trình.
Vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.
 Vùng tham số: là miền lưu giữ các tham sốnhư: từ khóa, địa chỉ trạm…cũng
như vùng chương trình, vùng tham số thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi được.
 Vùng dữ liệu: dùng để cất các dữ liệu của chương trình bao gồm các kết quả

các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền thông
… một phần của vùng nhớ này thuộc kiểu non-volatile.
 Vùng đối tượng: Timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ra tương
tự được đặt trong vùng nhớ cuối cùng. Vùng này không kiểu non-volatile
nhưng đọc/ghi được.
 Vùng dữ liệu: Vùng dữ liệu là một vùng nhớ động. Nó có thể được truy nhập
theo từng bit, từng byte,từng từ đơn hoặc từng từ kép và được sử dụng làm
miền lưu trữ dữ liệu cho các thuật toán các hàm truyền thông, lập bảng các
hàm dịch chuyển, xoay vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ…
Vùng dữ liệu lại được chia thành các miền nhớ nhỏ với các công dụng khác nhau.
Chúng được ký hiệu bằng các chữ cái đầu của tên tiếng Anh, đặc trưng cho từng công
dụng của chúng như sau :
12
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
V – Variable memory.
I – Input image regigter.
– Output image regigter.
M – Internal memory bits.
SM – Speacial memory bits.
Tất cả các miền này đều có thể truy nhập được theo từng bit, từng byte, từng từ đơn
(word-2byte) hoặc từ kép (2 word)
Địa chỉ truy nhập được quy ước theo công thức:
– Truy nhập theo bit: tên miền (+) địa chỉ byte (+).(+) chỉ số bit. Ví dụ V150.4 chỉ 4
bit của byte 150 thuộc miền V.
– Truy nhập theo byte: tên miền (+) B (+) địa chỉ của byte trong miền. Ví dụ Vb150
chỉ 150 thuộc miền V.
13
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
– Truy nhập theo từ: tên miền (+) W (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền. Ví dụ
VW150 chỉ từ gồm 2 byte 150 và 151 thuộc miền V, trong đó byte 150 có vai trò byte

cao trong từ.
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Truy nhập theo từ kép: tên miền (+) D (+) địa chỉ byte cao của từ trong miền.
Ví dụ VD150 chỉ từ kép gồm 4 byte 150, 151, 152 và 153 thuộc miền V, trong
đó byte 150 có vai trò byte cao và byte 153 là thấp trong từ kép.
Tất cả các byte thuộc vùng dữ liệu đều có thẻ truy nhập được bằng con trỏ. Con trỏ
được định nghĩa trong miền V hoặc các thanh ghi AC1, AC2 và AC3. Mỗi con trỏ địa
chỉ chỉ gồm 4 byte (từ kép).
Vùng đối tượng:
Vùng đối tượng được sử dụng để lưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập trình như
các giá trị tức thời, giá trị đặt trước của bộ đếm hay timer. Dữ liệu kiểu đối tượng bao
gồm thanh ghi của timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào/ra tương tự và các
thanh ghi Accumulator (AC).
Kiểu dữ liệu đối tượng bị hạn chế rất nhiều vì các dữ liệu kiểu đối tượng chỉ được ghi
theo mục đích cần sử dụng của đối tượng đó.
14
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
Hình 5: vùng nhớ đối tượng được phân chia như sau:
15
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
3. Mở rộng ngõ vào/ra
Có thể mở rộng ngõ vào/ra của PLC bằng cách ghép nối them vào nó các modul mở
rộng về phía bên phải của CPU (CPU 214 nhiều nhất 7 modul) làm thành một móc
xích bao gồm các modul có cùng kiểu.
Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chỗ trong bộ đệm, tương ứng với đầu
vào/ra của các modul.
Sau đây là một ví dụ về cách đặt địa chỉ cho các modul mở rộng trên CPU 214:
16
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
4. Thực hiện chương trình

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là một vòng
quét (scan). Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn đọc dữ liệu từ các cổng vào
vùng đệm ảo, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng 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 thông nội bộ và
kiểm tra lỗi. Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm
ảo tới các cổng ra.
17
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
Hình 6: Vòng quét (scan) trong S7- 200.
Như vậy, tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc mà
chỉ thông qua bộ đệm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số. Việc truyền thông giữa
bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 do CPU quản lý. Khi gặp lệnh
vào/ran gay lập tức thì hệ thống sẽ cho dừng mọi công việc khác, ngay cả chương
trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này một cách trực tiếp với cổng vào/ra.
Nếu sử dụng các chế độ xử lý ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín hiệu
ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình. Chương trình xử lý
ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt và có thể
xảy ra ở bất cứ điểm nào trong vòng quét.
Cấu trúc chương trình của S7 – 200:
Có thể lập trình cho S7 – 200 bằng cách sử dụng một trong những phần mềm sau
đây:
– STEP 7 – Micro/DOS
18
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
– STEP 7 – Micro/WIN
Những phần mềm này đều có thể cài đặt được trên các máy lập trình họ PG7xx và
các máy tính cá nhân (PC). Các chương trình cho S7 – 200 phải có cấu trúc bao gồm
chương trình chính (main program) và sau đó đến các chương trình con và các chương
trình xử lý ngắt được chỉ ra sau đây:

– Chương trình chính được kết thúc bằng lệnh kết thúc chương trình (MEND)
– Chương trình con là một bộ phận của chương trình. Các chương trình con phải được
viết sau lệnh kết thúc chương trình chính, đó là lệnh MEND.
– Các chương trình xử lý ngắt là một bộ phận của chương trình. Nếu cần sử dụng
chương trình xử lý ngắt phải viết sau lệnh kết thúc chương trình chính MEND.
Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính.
Sau đó đến các chương trình xử lý ngắt. Bằng cách viết như vậy, cấu trúc chương
trình được rõ ràng và thuận tiện hơn trong việc đọc chương trình sau này. Có thể tự do
trộn lẫn các chương trình con và chương trình xử lý ngắt đằng sau chương trình chính.
19
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
Hình 7: Cấu trúc chương trình S7-200
20
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
Hình 8: Hình ảnh thực tế của PLC S7-200
Hình 9: Hình ảnh thực tế của một modul analog
21
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
5. Ngôn ngữ lập trình S7 – 200
2.1.5.1 Phương pháp lập trình
S7 – 200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình. Chương
trình bao gồm một dãy các lệnh. S7 – 200 thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập
trình đầu tiên và kết thúc ở lệnh cuối trong một vòng. Một vòng như vậy được gọi là
vòng quét.
Một vòng ( scan cycle) quét được bắt đầu bằng việc đọc trạng thái của đầu vào, và sau
đó thực hiện chương trình. Scan cycle kết thúc bằng việc thay đổi trạng thái đầu ra.
Trước khi bắt đầu một vòng quét tiếp theS7 – 200 thực thi các nhiệm vụ bên trong và
nhiệm vụ truyền thông.
Chu trìnhthực hiện chương trình là chu trình lặp.
Hình 10: Thưc hiện chương trình theo vòng quét trong S7 – 200.

22
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
Cách lập trình cho S7 – 200 nói riêng và cho các PLC của Siemens nói chung dựa
trên hai phương pháp lập trình cơ bản: Phương pháp hình thang Ladder Logic (viết tắt
là LAD) và phương pháp liệt kê lệnh (Statement List viết tắt làSTL). Nếu chương
trình được viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình sẽ tự tạo ra một chương trình theo
kiểu STL tương ứng. Nhưng ngược lại không phải mọi chương trình được viết theo
kiểu STL cũng có thể chuyển được sang LAD
 Định nghĩa về LAD
LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa. Những thành phần cơ bản dùng trong
LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng rơle. Trong chươ ng
trình LAD các phần tử cơ bản dùng để biểu diễn lệnh logic như sau:
– Tiếp điểm: là biểu tượng ( symbol ) mô tả các tiếp điểm của rơle. Các tiếp điểm đó
có thể là thường mở ┤├ hoặc thường đóng ┤/├ .
– Cuộn dây (coil ): là biểu tượng ─( )─ mô tả các rơle được mắc theo chiều dòng điện
cung cấp cho rơle.
– Hộp (box): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau nó làm việc khi có dòng điện
chạy đến hộp. Những dạng hàm thường được biểu diễn bằng hộp là các bộ định thời gian
(Timer), bộ đếm (Counter) và các hàm toán học. Cuộn dây và các hộp phải được mắc
đúng chiều dòng điện.
– Mạng LAD: là đường nối các phần tử thành một mạch hồn thiện, đi từ đường nguồn
bên trái sang đường nguồn bên phải. Đường nguồn bên trái là dây nóng, đường nguồn
bên phải là dây trung hòa hay là đường tr ở về nguồn cung cấp (đường nguồn bên
phải thường không được thể hiện khi dùng chương trình tiện dụng STEP7 – Micro/DOS
hoặc STEP7 – Micro/WIN). Dòng điện chạy từ bên trái qua các tiếp điểm đến các cuộn
dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn.
23
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
 Định nghĩa về STL
Phương pháp liệt kê lệnh (STL) là phương pháp thể hiện chương trình dưới

Xem thêm: Giáo Án Điện Tử Đồ Dùng Trong Gia Đình 5 Tuổi, Giáo Án 5 Tuổi

dạng tập hợp các câu lệnh. Mỗi câu lệnh trong chương trình, kể cả những lệnh hình
thức, biểu diễn một chức năng của PLC.
 Định nghĩa về ngăn xếp logic (logic stack)
Để tạo ra một chương trình dạng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương
thức sử dụng 9 bit của ngăn xếp logic của S7 – 200. Ngăn xếp logic là một khối gồm 9
bit chồng lên nhau. Tất cả các thuật toán liên quan đến ngăn xếp đều chỉ làm việc với
bit đầu tiên và bit thứ hai của ngăn xếp. Giá trị logic mới đều có thể được gửi (hoặc
được nối thêm) vào ngăn xếp. Khi phối hợp hai bit đầu tiên của ngăn xếp, thì ngăn
xếp sẽ được kéo lên một bit.
Ví dụ về Ladder Logic và Statement List:
24
Đồ ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN GIAO THÔNG NGÃ TƯ
2.1.5.2 Cú pháp lệnh của S7 – 200
Hệ lệnh của S7 – 200: được chia làm ba nhóm:
– 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 khi bit đầu tiên của ngăn xếp có giá trị logic bằng 1.
– Các nhãn lệnh đánh dấu trong vị trí tập lệnh.
Các toán hạng giới hạn cho phép của CPU 214
Phương pháp truy nhập
Giới hạn cho phép toán hạng của
CPU 214
Truy cập theeo số bit (địa chỉ byte,
chỉ số bit)
V (0.0 đến
4095.07)
I (0.0 đến 7.7)
Q (0.0 đến 7.7)
M (0.0 đến 31.7)
SM (0.0 đến 85.7)

T (0.0 đến 7.7)
25

Tài liệu liên quan

Bài tập lớn Scada – Thiết kế hệ thống đèn giao thông dùng PLC S7-200 và WinCC 39 3 10

Đồ án đèn giao thông 20 983 5

đồ án: thiết kế chương trình điều khiển thang máy 4 tầng sử dụng PLC S7-200, chương 8 pptx 28 1 39

đồ án: thiết kế chương trình điều khiển thang máy 4 tầng sử dụng PLC S7-200, chương 1 pdf 6 1 38

đồ án: thiết kế chương trình điều khiển thang máy 4 tầng sử dụng PLC S7-200, chương 2 ppt 5 1 27

đồ án: thiết kế chương trình điều khiển thang máy 4 tầng sử dụng PLC S7-200, chương 3 pot 6 1 25

đồ án: thiết kế chương trình điều khiển thang máy 4 tầng sử dụng PLC S7-200, chương 4 docx 7 1 11

đồ án: thiết kế chương trình điều khiển thang máy 4 tầng sử dụng PLC S7-200, chương 5 pdf 5 1 27

đồ án: thiết kế chương trình điều khiển thang máy 4 tầng sử dụng PLC S7-200, chương 6 pdf 8 966 16

Xem thêm: Tuyển Tập 30 Đồ Án Môn Học Plc, Tuyển Tập 30 Đồ Án Tự Động Hóa

bài giảng kỹ thuật lập trình plc chương 2 hệ thống điều khiển sử dụng plc s7 200 siemens 15 859 0