dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 7
Chương 2: CẤU TRÚC PHẦN CỨNG PLC HỌ S7
2.1 CÁC TIÊU CHUẨN VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT HỌ S7-200, S7-300
Xem phụ lục 1
2.2 CÁC TÍNH NĂNG CỦA PLC S7-300, S7-200
2.2.1 S7-300
• Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm vi
trung bình
• Có nhiều loại CPU
• Có nhiều Module mở rộng
• Có thể mở rộng đến 32 Module
• Các Bus nối tích hợp phía sau các Module
• Có thể nối mạng Multipoint Interface (MPI), Profibus hoặc Industrial Ethernet
• Thiết bò lập trình trung tâm có thể truy cập đến các Module
• Không hạn chế rãnh
• Cài đặt cấu hình và thông số với công cụ trợ giúp “HW-Config.
2.2.2 S7-200
• Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho các ứng dụng trong phạm vi hẹp
• Có nhiều loại CPU
• Có nhiều Module mở rộng
• Có thể mở rộng đến 7 Module
• Bus nối tích hợp trong Module ở mặt sau
• Có thể nối mạng với cổng giao tiếp RS 485 hay Profibus
• Máy tính trung tâm có thể truy cập đến các Module
• Không qui đònh rãnh cắm
• Phần mềm điều khiển riêng
• Tích hợp CPU, I/O nguồn cung cấp vào một Module
• “Micro PLC với nhiều chức năng tích hợp.

dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 8
2.3 CÁC MODULE CỦA PLC S7-300, S7-200
2.3.1 S7-300
Hình 2.1
¾ Module CPU
Module CPU là module chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ đònh thì, bộ
đếm, cổng truyền thông (RS 485) … và có thể còn có một vài cổng vào/ra số. Các cổng
vào/ra số có trên module CPU được gọi là cổng vào/ra onboard như CPU 314IFM.
Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại module CPU khác nhau. Nói chung chúng được
đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như module CPU312, module CPU314, module
CPU315….
Những module cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng vào/ra
onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện của hệ điều
hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard này sẽ phân biệt với nhau trong tên
gọi bằng cách thêm cụm chữ cái IFM (Intergrated F
unction Module). Ví dụ module
CPU313IFM, module CPU314IFM…
Ngoài ra, còn có các loại module CPU với hai cổng truyền thông, trong đó cổng
truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán như mạng
PROFIBUS (PROcess FIeld BUS). Tất nhiên kèm theo cổng truyền thông thứ hai này là
những phần mềm tiện dụng thích hợp cũng đã được cài sẵn trong hệ điều hành. Các loại
module CPU này được phân biệt với các loại module CPU khác bằng cách thêm cụm từ
DP (Distributed Port). Ví dụ như module CPU315-2DP.Tham khảo hình dưới:
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 9

Hình 2.2 Cổng giao tiếp của các PLC
Các loại module mở rộng:
¾ PS (Power S
upply): Module nguồn nuôi, có 3 loại 2A, 5A và 10A.
¾ SM (Signal M
odule): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, gồm có:
• DI (Digital I
nput): Module mở rộng các cổng vào số với số lượng cổng có
thể là 8, 16 hoặc 32 tùy theo từng loại module. Gồm 24VDC và 120/230V AC.
• DO (Digital O
utput): Module mở rộng các cổng ra số với số lượng cổng có
thể là 8, 16 hoặc 32 tùy theo từng loại module. Gồm 24VDC và ngắt điện từ.
• DI/DO (Digital I
nput/Digital Out): Module mở rộng các cổng vào/ra số với
số lượng cổng có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tùy theo từng loại module.
• AI (Anolog I
nput): Module mở rộng các cổng vào tương tự. Về bản chất
chúng là những bộ chuyển đổi tương tự số 12 bits (AD), tức là mỗi tín hiệu tương tự được
chuyển đổi thành một tín hiệu số (nguyên) có độ dài 12 bits. Số các cổng vào tương tự có
thể là 2, 4 hoặc 8 tùy theo loại module. Tín hiệu vào có thể là áp, dòng, điện trở.
• AO (Anolog O
utput): Module mở rộng các cổng ra tương tự. Chúng là
những bộ chuyển đổi số tương tự 12 bits (DA). Số các cổng ra tương tự có thể là 2, 4 hoặc
8 tùy theo loại module. Tín hiệu ra có thể là áp hoặc dòng.
• AI/AO (Analog I
nput/Analog Output): Module mở rộng các cổng vào/ra
tương tự. Số các cổng tương tự có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tùy theo từng loại
module.
¾ IM (Interface M
odule): Module ghép nối. Đây là loại module chuyên dụng có

nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý
chung bởi một module CPU. Thông thường các module mở rộng được gá liền với nhau
trên một thanh đỡ gọi là rack (hình 2.3). Trên mỗi thanh rack chỉ có thể gá tối đa 8
module mở rộng (không kể module CPU, nguồn nuôi). Một module CPU S7-300 có thể
làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 racks và các racks này phải được nối với nhau bằng
module IM (xem hình 2.4).
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 10
Hình 2.3 Thanh rack
Hình 2.4 Sơ đồ phân bố các racks
¾ FM (Function M
odule): Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ như
module điều khiển động cơ servo, module điều khiển động cơ bước, module PID, module
điều khiển vòng kín, Module đếm, đònh vò, điều khiển hồi tiếp …
¾ CP (Communication M
odule): Module phục vụ truyền thông trong mạng
(MPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet) giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy
tính.
Hình sau là cấu hình đầy đủ của một thanh Rack và sơ đồ kết nối nhiều Rack:

dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 11
Hình2.5 Cấu hình một thanh rack của PLC S7-300
Hình 2.6 Cấu hình tổng quát của một PLC S7-300 với 4 thanh rack nối với nhau nhờ module
IM và cáp nối 368
¾ Phụ kiện

Bus nối dữ liệu (Bus connector).
¾ Kiểm tra phần cứng
Kiểm tra bằng cách nhìn LED ở bộ nguồn
Bảng 2.1
LED “DC 24V TRẠNG THÁI PHẢN ỨNG CỦA NGUỒN
Sáng liên tục Có điện áp 24V Có điện áp 24V
Chớp Mạch ra quá tải:
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 12
LED “DC 24V TRẠNG THÁI PHẢN ỨNG CỦA NGUỒN
Cao đến 130%
(động)
Cao đến 130%
(tónh)
Bò sụt áp
Điện áp được hồi phục khi không còn quá tải
Cao đến 130% tónh
Điện áp suy giảm, giảm tuổi thọ
Off Ngắn mạch lối ra Mất điện áp, tự động hồi phục khi ngắn mạch
được loại bỏ
Off Quá áp hay thấp áp
phần sơ cấp
Quá áp có thể gây thiệt hại.
Khi bò thấp áp tự động ngắt
Kiểm tra bằng cách nhìn LED ở CPU của S7 – 300
Hình 2.7
• Trạng thái hiển thò LED:
- SF = Lỗi nhóm, chương trình sai hay lỗi từ khối chuẩn đoán

- BATF = Lỗi Pin, Pin hết hay không có pin
- DC5V = Báo có 5 VDC
- FRCE = Sáng lên khi biến cưỡng bức tác động
- RUN = Nhấp nháy khi CPU khởi động, ổn đònh ở chế độ RUN
- STOP = Ổn đònh ở chế độ STOP
Chớp chậm khi có yêu cầu RESET bộ nhớ
Chớp nhanh khi đang RESET bộ nhớ
• Chìa khóa công tắc: Để đặt bằng tay các trạng thái hoạt động của CPU
- MRES = Reset bộ nhớ (Reset khối)
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 13
I0.0
1L+1M
1M
DC24V OUTPUTS
DC
24V
DC
24V
INPUTS
0.0
0.0
0.1
0.1
0.2
0.2
0.3
0.3

2L+2M
2M
0.4
0.4
0.5
0.5
0.6
0.6
0.7
0.7
1.0
1.0
1.1
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
M
M
L+
L+ DC
SENSOR
SUPPLY
I1.0
TERM
STOP RUN VR1
Q0.0
SF
Q1.0
01
I0.1
I1.1
Q0.1

RUN Q1.1
Cổng truyền thông
I0.2
I1.2
Q0.2STOP
I0.3
I1.3
Q0.3
I0.4
I1.4
Q0.4
I0.5
I1.5
Q0.5
I0.6 Q0.6
I0.7 Q0.7
CPU-214
6ES7 214-1AC00
SIEMENS
SIMATIC
S7-200
- STOP = Trạng thái dừng STOP, chương trình không thực hiện
- RUN-P = Trạng thái chạy RUN, CPU thực hiện chương trình
- RUN = Chương trình được thực hiện, hoặc có thể, tuy nhiên, chỉ đọc
thôi không sửa được chương trình.
Kiểm tra bằng cách nhìn LED ở khối Digital
Hình 2.8
Mỗi kênh vào/ra của các modul đều được hiển thò bằng LED. Chúng có công
dụng có thể cho biết vò trí lỗi của chương trình. Chúng chỉ thò trạng thái quy trình
hoặc trạng thái bên trong trước bộ giao tiếp quang điện.

2.3.1 S7-200
Hình 2.9
 Tích hợp CPU, I/O nguồn cung cấp vào một Module. Có nhiều loại CPU: CPU212, CPU 214,
CPU 215, CPU 216… Hình dáng CPU 214 thông dụng nhất được mô tả trên hình 2.1.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 14
 Các Module mở rộng (EM) (External Modules):
9 Module ngõ vào Digital: 24V DC, 120/230V AC
9 Module ngõ ra Digital: 24V DC, ngắt điện từ
9 Module ngõ vào Analog: p, dòng, điện trở, cặp nhiệt
9 Module ngõ ra Analog: p, dòng
Hình 2.10 Ráp nối Module mở rộng
 Module liên lạc xử lý (CP) (Communication Processor)
Module CP 242-2 có thể dùng để nối S7-200 làm chủ module giao tiếp AS.Kết quả là, có đến
248 phần tử nhò phân được điều khiển bằng 31 Module giao tiếp AS. Gia tăng đáng kể số ngõ vào và ngõ ra
của S7-200.
 Phụ kiện
Bus nối dữ liệu (Bus connector).
 Các đèn báo trên CPU
Các đèn báo trên mặt PLC cho phép xác đònh trạng thái làm việc hiện hành của PLC:
SF (đèn đỏ) : khi sáng sẽ thông báo hệ thống PLC bò hỏng.
RUN (đèn xanh) : khi sáng sẽ thông báo PLC đang làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào máy.
STOP(đèn vàng) : khi sáng thông báo PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trình đang thực hiện
lại.
Ix.x (đèn xanh) : Thông báo trạng thái tức thời của cổng vào PLC: Ix.x (x.x =0.0 ÷1.5). Đèn này báo
hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trò logic của cổng.
Qy.y (đèn xanh) : Thông báo trạng thái tức thời của cổng ra PLC: Qy.y (y.y =0.0 ÷1.1). Đèn này báo
hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trò logic của cổng.

 Công tắc chọn chế độ làm việc của CPU:
Công tắc này có 3 vò trí : RUN – TERM - STOP, cho phép xác lập chế độ làm việc của PLC.
-RUN : Cho phép PLC vận hành theo chương trình trong bộ nhớ. Khi trong PLC đang ở RUN, nếu
có sự cố hoặc gặp lệnh STOP, PLC sẽ rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 15
SM-321
16 DIGITAL INPUTS
DC 24V
L+
M
POWER IN
24VDC
I.2
I.3
I.4
I.5
I.6
I.7
I.8
I.9
I.12
I.13
I.14
I.15
I.16
I.17
I.18

I.19
- STOP: Cưỡng bức CPU dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ STOP. Ở chế độ
STOP, PLC cho phép hiệu chỉnh lại chương trình hoặc nạp chương trình mới.
- TERM : Cho phép máy lập trình tự quyết đònh chế độ làm việc của CPU hoặc ở chế độ RUN hoặc
STOP.
2.4 GIỚI THIỆU CẤU TẠO PHẦN CỨNG CÁC KIT THÍ NGHIỆM S7-300, S7-200
2.4.1 S7-300
Bộ điều khiển PLC S7–300 Station 1200 bao gồm các module sau:
2.4.1.1 Khối CPU-312 :
CPU-312 IMF sử dụng cho hệ thống thiù nghiệm với thế nuôi 24VDC, có bổ sung 10
lối vào số /24VDC, và 6 lối ra /24VDC.
2.4.1.2 Digital Input Module (DI) SM 321 DI 16 x DC24V (hình 2.11)
- 16 lối vào số (digital) độc lập và cách ly, điện thế cho lối vào 24V/10mA, chỉ thò
LED trạng thái vào
- Điện thế nuôi cho khối (qua chân L+ & M): 24V.
- Chức năng mở rộng lối vào điều khiển cho CPU S7-300.
Hình 2.11: Sơ đồ khối SM 321 DI 16 x DC 24V / 321 – 1BH02-0AA0
2.4.1.3 Digital Output Module (DO) SM 322 (hình 2.12)
- 8 lối ra relay độc lập, dòng giới hạn ở tiếp điểm relay: 2A. Chỉ thò LED trạng thái
ra.
- Điện thế nuôi cho khối (qua chân L+ & M): 24V.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 16
L+
M
AC230V
AC230V
AC230V

AC230V
MAX
MAX
MAX
MAX
3
7
12
16
4
8
13
17
5
9
14
18
SM-322
DIGITAL 0UTPUTS
8 RELAYS
POWER IN
24VDC
2
4
3
5
10
COMP
11
SM-331

2 ANALOG INPUTS-12BIT
A - 8O/250/500/1000mV/Pt100
B - 2.5/5/1 5/10V
C - 4WIRE CURRENT
D - 2WIRE CURRENT
L+
M
POWER IN
24VDC
AC
B
D
Hình 2.12 Sơ đồ khối SM 322 DO 8 x RELAY AC 230V / 322-1HF01-0AA0
- Chức năng mở rộng lối ra điều khiển cho CPU S7-300.
2.4.1.3 Analog Input Module SM 331(hình 2.13)
- 2 lối vào analog độc lập, phân giải 12 bit,
- Điện thế nuôi cho khối (qua chân L+ & M): 24V.
- Chức năng mở rộng lối vào điều khiển cho CPU S7-300.
Hình 2.13 Sơ đồ khối SM 331 AI 2 x 12 bit / 331-7KB02-0AB0
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 17
4
8
12
16
3
7
11

15
6
10
14
18
5
9
13
17
SM-332
2 ANALOG OUTPUTS-12BIT
L+
M
POWER IN
24VDC
2.4.1.4 Analog Ouput Module SM 332 (Hình 2.14)
- 2 lối ra analog độc lập, phân giải 12 bit,
- Điện thế nuôi cho khối (qua chân L+ & M): 24V.
- Chức năng mở rộng lối ra điều khiển cho CPU S7-300.
Hình 2.14 Sơ đồ khối SM 332 AO 4 x 12 bit / 332-5HD01-0AB0
2.4.1.5 Các khối phụ trợ cho thí nghiệm
Các khối phụ trợ cho thí nghiệm gồm các module chứa công tắc, relay, đèn báo,
có cấu trúc như trên hình 1.9.
¾ Khối Contact LSW-16
Chứa 16 công tắc đơn, phục vụ cho việc tạo các trạng thái lối vào cho PLC.
¾ Khối Relay RL-16
Chứa 16 relay 24V, sử dụng với tác động điều khiển từ lối ra PLC.
¾ Khối Đèn LL-16
Chứa 16 đèn 24V, sử dụng để chỉ thò trạng thái điều khiển.
¾ Khối AM-1 Simulator

Chứa 3 biến trở 10kΩ, điện thế cấp 24V, cho phép tạo các điện thế DC cho thí
nghiệm.
¾ Khối DCV-804 Meter
Chứa ADC với hiển thò 4
1/2
digits, cho phép đo điện thế DC tạo ra từ hệ PLC.
¾ Khối nguồn 24V / 5A
Cung cấp nguồn nuôi cho các modules.
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 18
2
4
8
12
16
4
3
7
11
15
6
10
14
18
3
5
9
13

17
5
10
COMP
11
COMM
SM-331 SM-332
2 A NA LO G INPUTS-12BIT 2 A NA LOG OUTPUTS-1 2BIT
A - 8O/250/500/1000mV/Pt100
B - 2 . 5/5/1 5/ 10 V
C - 4WIRE CURRENT
D - 2WI RE CURRENT
SM-321
16 DIGITAL INPUTS
DC 24V
10 DIGITAL INPUT S
6 DIGITAL OUTPUTS
L+ L+ L+ L+
L+
M MM M
M
AC230V
AC230V
AC230V
AC230V
MAX
MAX
MAX
MAX
3

7
12
16
4
8
13
17
5
9
14
18
SM-322
DIGITAL 0UTPUTS
8 RELAYS
POWER IN POWER IN POWER IN PO WER I N
POWER IN
24VD C 24VD C
24VDC 24VDC
24VDC
AC
B
D
I.2
I.3
I.4
I.5
I.6
I.7
I.8
I.9

I.12
I.13
I.14
I.15
I.16
I.17
I.18
I.19
I.3
AM-1
SIMULATOR
MIN
MIN
MIN
MAX
MAX
MAX
POTENTIOMET 1
POTENTIOMET 2
POTENTIOMET 3
DCV-804
METER
DVM INPUT
V
+
OPEN
OPEN
OPEN
OPEN
OPEN

OPEN
OPEN
OPEN
OPEN
OPEN
OPEN
OPEN
OPEN
OPEN
OPEN
OPEN
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
CL OSE
SW1
SW2
SW3

SW4
SW5
SW6
SW7
SW8
SW9
SW10
SW11
SW12
SW13
SW14
SW15
SW16
LSW-16
SWITC HES
LL-16
INDICATOR S
LAMP1
LAM P 2 4V
LAMP2
LAMP3
LAMP4
LAMP5
LAMP6
LAMP7
LAMP8
LAMP9
LAMP10
LAMP11
LAMP12

LAMP13
LAMP14
LAMP15
LAMP16
RL-16
RELAYS
ROL E 1
ROL E 9
ROLE 2
ROLE 10
ROL E 3
ROLE 11
ROLE 6
ROLE 14
ROLE 4
ROLE 12
ROLE 7
RO LE 15
ROLE 5
ROL E 13
ROL E 8
ROLE 16
24VDC
24VDC
24VDC
24VDC
24VDC
24VDC
24VDC
24VDC

24V DC
24V DC
24V DC
24V DC
24V DC
24V DC
24VDC
24VDC
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2

2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4

4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
POWER ON
L+

M
24VDC
OUTPUT
FUS EFUSE
24VDC/5A220VA C/0.5A
PS-1200
MAIN. POWER
220VAC/10A.50Hz
PS-1200
AUX. POWER
220VAC/10A.50Hz
Hình 2.15
dieukhientudong.net
Giáo trình PLC Bộ môn Điều khiển tự động
ThS. Lê Văn Bạn S7200-S7300
KS. Lê Ngọc Bích Trang 19
2.4.2 S7-200
Hệ thống bao gồm các thiết bò :
1. Bộ điều khiển PLC-Station 1200 chứa :
- CPU-214 : AC Power Supply, 24VDC Input, 24VDC Output
- Digital Input / Output EM 223 : 4x DC 24V Input, 4x Relay Output
- Analog Input / Output EM 235 : 3 Analog Input, 1 Analog Output 12bit
2. Khối Contact LSW-16
3. Khối Relay RL-16
4. Khối Đèn LL-16
5. Khối AM-1 Simulator
6. Khối DCV-804 Meter
7. Khối nguồn 24V PS-800
8. Máy tính.
9. Các dây nối với chốt cắm 2 đầu

Mô tả hoạt động của hệ thống
1. Các lối vào và lối ra CPU cũng như của các khối Analog và Digital được nối ra các chốt cắm.
2. Các khối PLC STATION – 1200, DVD – 804 và PS – 800 sử dụng nguồn 220VAC
3. Khối RELAY – 16 dùng các RELAY 24VDC
4. Khối dèn LL – 16 dùng các đèn 24V
5. Khối AM – 1 dùng các biến trở 10KΩ
Dùng các dây nối có chốt cắm 2 đầu và tùy từng bài toán cụ thể để đấu nối các lối vào / ra của CPU
214, khối Analog EM235, khối Digital EM222 cùng với các đèn, contact, Relay, biến trở, và khối chỉ thò
DCV ta có thể bố trí rất nhiều bài thực tập để làm quen với cách hoạt động của một hệ thống PLC, cũng như
cách lập trình cho một hệ PLC.