Đồ án Điều khiển logic
LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp đất nước đặc biệt sự phát triển
của Công nghệ điện tử-tin học.Có thể coi là cuộc cách mạng công nghệ trên toàn thế
giới.Ở nước ta, ngành kĩ thuật điện tử-tin học đã được ứng dụng vào lĩnh vực điều
khiển tự động, đặc biệt là kĩ thuật vi xử lí. Hiện nay,người ta đã sản xuất ra những
thiết bị có thể lập trình được. Đó chính là thiết bị điều khiển khả trình Programable
Logic Controller viết tắt là PLC.
Ra đời năm 90 PLC có thể coi là một ứng dụng điển hình của vi xử lí, chiếm
đến 80% và trở thành xu thế mới trong điều kiện công nghiệp đang phát triển ở Việt
Nam. So với quá trình điều khiển bằng mạch điện tử thông thường thì PLC có nhiều
ưu điểm hơn hẳn,ví dụ như : kết nối mạch điện đơn giản, rút ngắn được thời gian lắp
đặt công trình, dễ dàng thay đổi công nghệ nhờ việc thay đổi nội dung chương trình
điều khiển, ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng, độ tin cậy cao…….
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều hãng sản xuất bộ điều khiển lập trình
(Omron,Siemens,ABB,Misubishi…) với nhiều ứng dụng: Tự động hoá quá trình
công nghệ cung cấp vật liệu cho quá trình sản xuất, tự động hoá các máy gia công cơ
khí, điều khiển hệ thống trạm bơm, điều khiển các thiết bị thuỷ lực và khí nén, tự
động hoá quá trình lắp ráp các linh kiện điện-điện tử, điều khiển thang máy, hệ thống
đèn giao thông…Ngày nay có sự gia tăng dân số mạnh mẽ đã làm cho diện tích đất ở
ngày càng thu hẹp, phương tiên giao thông ngày càng nhiều vì vậy đòi hỏi phải có
những khu vực để xe thuận lợi. Để giải quyết vấn đề này người ta xây dựng các gara
với các hệ thống điều khiển khác nhau.Trong phạm vi đồ án môn học này tái dựng
thiết bị lập trình PLC để viết chương trình cho hệ thống điều khiển gara.
Thiết bị khả trình PLC mà em sử dụng để viết chương trình điều khiển trong đồ
án này là PLC S7-200của Siemens.Trong quá trình làm đồ án gặp nhiều khó khăn,
nhưng nhờ sự hướng dẫn của cô Trương Thị Bích Thanh đã giúp em hoàn thành đồ
án này.
Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô !
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 1
Đồ án Điều khiển logic

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG 2
ĐẦU VÀO/RA
1.1 Tìm hiểu về bãi giữ xe
Ngày nay ở các trung tâm thành phố lớn với sự phát triển mật độ dân cư và
xe cộ ngày càng đông đúc. Đặc biệt là sự gia tăng về số lượng xe ôtô ngày càng
nhiều và điều này phần nào cũng phản ánh sự phát triển của một quốc gia. Song
song với sự phát triển đó, người ta đặt vấn đề là xây dựng những bãi đỗ xe để phục
vụ cho người dân trong việc đi lại của họ. Những thành tựu của ngành Tự động hóa
đã góp phần tạo ra những bước ngoặt trong việc xây dựng các hệ thống bãi đỗ xe,
đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao của con người.
- Yêu cầu chung của bãi giữ xe:
+ Dễ điều khiển, làm việc tin cậy.
+ Các thiết bị phải có độ bền lớn, tuổi thọ cao.
+ Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người và thiết bị.
+ Các cảm biến phải chính xác.
+ Vốn đầu tư phù hợp.
+ Chi phí vận hành thấp.
1.2 Yêu cầu công nghệ của bãi giữ xe
- Bình thường đèn xanh sáng, cho xe vào.
- Khi có đủ số lượng xe thì đèn xanh tắt đồng thời đèn đỏ sáng.
- Khi bãi đầy, xe vào nữa thì sẽ không có tín hiệu cho xe vào. Khi có xe ra
thì mới cho xe vào.
1.3 Hệ thống quản lý bãi giữ xe ôtô tự động
Hệ thống quản lý bãi xe tự động được thực hiện một cách tự động nhờ vào
việc lập trình cho PLC và các cảm biến được đặt tại các cửa vào và ra.
Sức chứa của bãi xe cho phép tối đa là 100 xe. Khi có xe vào, cảm biến phát
hiện và PLC điều khiển mở cửa cho xe vào. Khi xe đã vào cảm biến sẽ phát hiện
và PLC điều khiển đóng cửa vào, đồng thời đếm số lượng xe trong bãi.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 2

Đồ án Điều khiển logic
Và tương tự, khi có xe ra, cảm biến sẽ phát hiện và PLC điều khiển mở cửa
cho xe ra. Khi xe đã ra, cảm biến sẽ phát hiện, PLC điều khiển đóng cửa ra, đồng
thời sẽ đếm số xe trong bãi.
Khi bãi xe còn trống, thì một đèn xanh sẽ sáng để báo hiệu là xe được phép
vào. Ngược lại, khi bãi xe đầy thì đèn đỏ sẽ sáng để báo hiệu là xe không được
phép vào.
1.4 Nguyên tắc hoạt động
Hệ thống quản lý bãi giữ xe ôtô hoạt động dựa trên nguyên tắc lập trình PLC
dùng để điều khiển các cửa vào ra, phân loại và đếm số xe thông qua các cảm biến,
động cơ, công tắc hành trình…truyền động của cửa nhờ vào một động cơ gắn trực
tiếp trên thanh gạt.
1.4.1 Cửa vào:
Khi có xe vào, bỏ xu vào, cảm biến nhận biết tín hiệu có xu rồi xuất vé cho
người lái xe, sau đó xe đi tới, cảm biến nhận biết có xe vào sẽ nhận biết được tín
hiệu và chuyển đến PLC, PLC điều khiển mở barie.
Khi thanh gạt mở tối đa sẽ chạm vào công tắc hành trình trên CTHT2 ở cửa
vào, công tắc này tác động đến PLC, PLC sẽ điều khiển dừng mở barie.
Khi xe đã vào, cảm biến phát hiện xe đã vào sẽ tác động , đưa tín hiệu về
PLC, PLC sẽ điều khiển đóng barie lại, đồng thời tác động đến bộ đếm, đếm số
lượng xe.
Khi thanh gạt đóng tối đa sẽ chạm vào công tắc hành trình dưới CTHT1 ở
cửa vào, công tắc này sẽ tác động đến PLC, PLC sẽ điều khiển dừng đóng barie.
1.4.2 Cửa ra:
Khi có xe ra, cảm biến quét vé ra nhận biết tín hiệu chuẩn bị có xe ra, sau đó
cảm biến nhận biết xe ra sẽ nhận biết được tín hiệu và chuyển đến PLC, PLC điều
khiển mở barie.
Khi thanh gạt mở tối đa sẽ chạm vào công tắc hành trình trên CTHT4 ở cửa
ra, công tắc này tác động đến PLC, PLC sẽ điều khiển dừng mở barie.
Khi xe đã ra, cảm biến phát hiện xe đã ra sẽ tác động, đưa tín hiệu về PLC,

PLC sẽ điều khiển đóng cửa lại, đồng thời tác động đến bộ đếm, đếm số lượng xe
trong bãi.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 3
Đồ án Điều khiển logic
Khi thanh gạt đóng tối đa sẽ chạm vào công tắc hành trình dưới CTHT3 ở
cửa ra, công tắc này sẽ tác động đến PLC, PLC sẽ điều khiển dừng đóng barie.
1.4.3 Hệ thống đèn báo:
Bình thường, đèn màu xanh sáng, cho phép xe vào. Khi có xe vào hoặc ra thì
cảm biến tác động bộ đếm của PLC, tăng hoặc giảm giá trị của bộ đếm. Khi giá trị
của bộ đếm bằng với sức chứa của bãi xe thì PLC tác động bật đèn màu đỏ sáng,
không cho phép xe vào.
1.5 Sơ đồ công nghệ
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 4
Đồ án Điều khiển logic
CHƯƠNG 2:
TRÌNH BÀY CÁC LOẠI CẢM BIẾN VÀ PHẦN TỬ CHẤP HÀNH
2.1 Giới thiệu bộ cảm biến
2.1.1 Định nghĩa:
Cảm biến được định nghĩa như một thiết bị dùng để biến đổi các đại lượng
vật lý và các đại lượng không điện cần đo thành các đại lượng có thể đo được (như
dòng điện, điện thế, điện dung, trở kháng…). Nó là thành phần quan trọng nhất
trong một thiết bị đo hay trong một hệ điều khiển tự động.
2.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến quang
Cấu tạo chung của các cảm biến quang gồm có: một bộ phát quang và một
bộ thu quang.
+ Bộ phát quang có thể sử dụng ánh tia hồng ngoại, ánh sáng đỏ, lazer.
+ Bộ thu quang có thể sử dụng transistor quang, diode quang.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến quang như sau: tín hiệu quang từ bộ phát
quang không bị cản nó vẫn truyền tới bộ thu quang, bộ thu giữ nguyên trạng thái
đầu. Khi có vật cản đường truyền tín hiệu quang từ bộ phát tới bộ thu, bộ thu sẽ

chuyển trạng thái đầu ra.
2.1.3 Phân loại cảm biến:
Các loại cảm biến được phân chia thành những phương pháp thu phát sau:
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 5
Đồ án Điều khiển logic
2.1.3.1 Cảm biến phát hiện những chùm tia truyền qua:
Gồm một cặp cảm biến ( một đầu thu và một đầu phát) đặt đối xứng nhau.
Thông thường tín hiệu ra của cảm biến thu giống hệt tín hiệu vào của cảm biên
phát. Khi có vật chắn ngang, chìm tia từ đầu phát sẽ không tới được đầu thu. Lúc
đó tín hiệu của đầu thu thay đổi so với tín hiệu vào từ đầu phát.
- Đặc điểm và ứng dụng:
+ Đo được với khoảng cách xa.
+ Hoạt động tốt với mọi địa hình.
+ Hoạt động ổn định và an toàn.
2.1.3.2 Cảm biến phát hiện những chùm tia phản xạ:
Đầu phát và đầu thu được gộp chung trong một bộ cảm biến. Thường thì tín
hiệu phát ra truyền đi một khoảng cố định trước sẽ bị phản xạ ngược lại đi vào đầu
thu nên tín hiệu đầu phát và thu là giống nhau. Khi có vật chắn ngang thì tín hiệu
trên đầu thu sẽ thay đổi so với tín hiệu trên đầu phát.
- Đặc điểm và ứng dụng:
+ Khoảng cách đo trung bình.
+ Dễ lắp đặt.
+ Gọn nhẹ.
2.1.3.3 Cảm biến phản xạ khuếch tán:
Giống như cảm biến phản xạ cả đầu phát và đầu thu của cảm biến phản xạ
khuếch tán được gộp chung trong một bộ cảm biến.
Thông thường tín hiệu phát ra từ đầu phát sẽ lan truyền đi trong không gian
và không tới được đầu thu. Khi có vật chắn ngang tín hiệu phát sẽ bị phản xạ tới
đầu thu làm tín hiệu ra trên đầu thu thay đổi.
- Đặc điểm và ứng dụng:

+ Dễ lắp đặt.
+ Chỉ phát hiện một mặt.
2.1.3.4 Cảm biến sử dụng sợi dẫn:
Dùng các sợi quang để truyền nhận ánh sáng.
- Đặc điểm và ứng dụng:
+ Phát hiện được những vật nhỏ.
+ Lắp đặt thuận tiện ở những nơi khó khăn trong việc vào ra.
+ Gọn nhẹ và thích nghi với mọi địa hình.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 6
Đồ án Điều khiển logic
2.1.4 Cảm biến phát hiện cháy:
Ta dùng đầu báo khói quang để phát hiện ra các đám cháy.
Đầu báo khói quang được cấu tạo từ các phần nguồn phát quang, phần tử
cảm quang, lá cản quang và buồng khói. Nguồn phát quang (diode phát hồng
ngoại) sẽ phát với độ ngắt quãng khoảng 3.5 giây và không thể phát trực tiếp tới
phần tử cảm quang (diode hồng ngoại) ở điều kiện bình thường vì bị lá cản quang
hấp thụ. Nếu khói xâm nhập vào buồng khói, một phần hồng ngoại từ nguồn phát
bị khúc xạ bởi các phần tử khói và đến được phần tử cảm quang. Phần hồng ngoại
đến được phần tử cảm quang sẽ phụ thuộc vào mật độ khói và nếu vượt quá mức
ngưỡng đặt trước thì đầu báo sẽ kích hoạt và tự động giữ trạng thái hoạt động.
Đầu báo đồng thời chuyển tín hiệu báo cháy về PLC và đèn báo trên đầu báo
sẽ sáng,còi hú lên báo hiệu có cháy.
2.1.5 Cảm biến tiệm cận:
Dùng để phát hiện xu khi muốn gửi xe trong bãi.
Cảm biến tiệm cận dùng phát hiện vật thể kim loại từ tính, kim loại không từ
tính (như Nhôm, đồng ) sử dụng cảm biến loại điện cảm (Inductivity Proximity
Sensor) và phát hiện vật phi kim sử dụng loại cảm biến tiệm cận kiểu điện dung
(Capacitve Proximity Sensor).
Cảm biến tiệm cận bao gồm tất cả các loại cảm biến phát hiện vật thể không
cần tiếp xúc như công tắc hành trình mà dựa trên những mối quan hệ vật lý giữa

cảm biến và vật thể cần phát hiện. Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự
chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát
hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống sử dụng dòng điện xoáy
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 7
Đồ án Điều khiển logic
được phát ra trong vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ, hệ thống sử
dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống sử dụng
nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.
*Nguyên lý hoạt động:
+ Cảm biến tiệm cận kiểu điện cảm: phát hiện sự suy giảm từ tính do dòng
điện xoáy sinh ra trên bề mặt vật dẫn do từ trường ngoài. Trường điện từ xoay
chiều sinh ra trên cuộn dây và thay đổi trở kháng phụ thuộc vào dòng điện xoáy
trên bề mặt vật thể kim loại được phát hiện.
Một phương pháp khác để phát hiện vật thể bằng nhôm nhờ phát hiện pha
của tần số. Tất cả các cảm biến phát hiện kim loại đều sử dụng cuộn dây để phát
hiện sự thay đổi điện cảm. Ngoài ra còn có loại cảm biến đáp ứng xung, loại này
phát ra dòng điện xoáy dưới dạng xung và phát hiện số lần thay đổi dòng điện xoáy
với điện áp sinh ra trên cuộn dây. Vật thể cần phát hiện và cảm biến khi tiến gần
nhau giồng như hiện tượng cảm ứng điện từ trong máy biến áp.
+ Cảm biến tiệm cận kiểu điện dung: phát hiện sự thay đổi điện dung giữa cảm
biến và đối tượng cần phát hiện. Giá trị điện dung phụ thuộc vào kích thước và
khoảng cách của đối tượng. Một cảm biến tiệm cận điện dung thông thường tương
tự như tụ điện với 2 bản điện cực song song, và điện dung thay đổi giữa 2 bản cực
đó sẽ được phát hiện. Một tấm điện cực là đối tượng cần phát hiện và một tấm kia
là bề mặt của cảm biến. Đối tượng có thể được phát hiện phụ thuộc vào giá trị điện
môi của chúng.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 8
Đồ án Điều khiển logic
2.1.6 Nguyên lý đọc mã vạch:
- Một mã vạch bao gồm các thanh màu trắng và đen. Việc thu thập dữ liệu được

thực hiện khi máy quét mã vạch chiếu ánh sáng vào mã vạch, ánh sáng phản xạ
nhận được thay thế các thanh màu là các tín hiệu kỹ thuật số nhị phân.
- Sự phản chiếu mạnh ở các vùng trắng và yếu ở vùng đen, khi cảm biến nhận được
các bước sáng tạo thành các dạng sóng tương ứng.
- Các tín hiệu tương thích được chuyển đổi thành một tín hiệu kỹ thuật số thông
qua một công cụ chuyển đổi A / D. (Binarization)
- Dữ liệu được phục hồi khi một hệ thống mã được xác định từ tín hiệu kỹ thuật
số. (Giải mã quá trình)
* Các loại phương thức quét mã vạch
+ Phương thức CCD:
Phương pháp này sử dụng một thiết bị bán dẫn được gọi là CCD (Charge
coupled Device), chuyển đổi các tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 9
Đồ án Điều khiển logic
Máy quét mã vạch dùng phương thức CCD tích hợp ánh sáng bên trong.
Khi máy quét chiếu ánh sáng vào một mã vạch và ảnh của nó được bắt qua CCD
để đọc.
Một mã vạch được bắt sáng chỉ một lần, cho phép đọc nhanh chóng hơn.
Điều tuyệt vời là không cần bộ phận chuyển động và không bị tác động cản.
+ Phương thức Laser:
Để đọc được mã vạch, tia laser chiếu vào bề mặt mã vạch và ảnh của nó
được chụp bởi một cảm biến phát hiện hình ảnh (laser). Một chùm tia laser được
chiếu ra như một tấm gương và quét qua hai bên trái, phải để đọc toàn bộ mã vạch
Sử dụng tia laser cho phép đọc mã vạch xa và rộng.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 10
Đồ án Điều khiển logic
Phương thức này chỉ dùng một nguồn ánh sáng LED và một cảm biến để
nắm bắt sự phản chiếu của nó. Nó hoạt động khi một người di chuyển một máy
quét qua toàn bộ nhãn để đọc mã vạch
Cơ chế đơn giản, làm cho phương pháp này trở nên ít tốn kém.

2.2 Các phần từ chấp hành
2.2.1 Động cơ:
Động cơ là một thiết bị chấp hành điện, khi có nguồn tác động thì động cơ sẽ
hoạt động và có thể đảo chiều quay của động cơ nhờ vào tác động của rơle cũng
như là của bộ điều khiển PLC. Động cơ gồm hai phần chính:
- Stator: Là phần đứng yên, gồm:
+ Vật liệu dẫn từ.
+ Dây dẫn.
+ Vỏ máy.
- Rotor gồm :
+ Lõi sắt có nhiệm vụ dẫn từ.
+ Dây quấn.
Nguyên lý hoạt động : Dựa trên hiện tượng
cảm ứng điện từ. Khi có dòng điện đi qua cuộn dây của động cơ, cuộn dây của
động cơ sẽ sinh ra từ thông, từ thông biến thiên sẽ sinh ra sức điện động cảm ứng,
cảm ứng lên rotor nên rotor quay, do đó động cơ hoạt động.
2.2.2 Công tắc hành trình :
Công tắc hành trình hoạt động dựa trên nguyên tắc điều khiển theo đường đi
(hay nguyên tắc hành trình).
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 11
Đồ án Điều khiển logic
Khi quá trình thay đổi trạng thái làm việc có quan
hệ chặt chẽ với vị trí của các bộ phận động (bàn đạp,
mâm cặp…) thì ta có thể dùng một thiết bị gọi là công
tắc hành trình, đặt tại những vị trí thích hợp trên đường
đi của các bộ phận đó.
Khi bộ phận đó di chuyển đến những vị trí này tác
động tới công tắc hành trình, công tắc hành trình sẽ phát
những tín hiệu điều khiển hệ thống đến những trạng thái
làm việc mới. Ví dụ như đặt các công tắc hành trình

cuối cùng để hạn chế hành trình máy doa, cầu trục, hạn
chế quá trình đóng mở…, hoặc đặt các công tắc hành
trình để đảo chiều, giảm tốc cho máy cắt giấy.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 12
Đồ án Điều khiển logic
CHƯƠNG 3:
GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200
3.1 Cấu trúc phần cứng của S7-200:
3.1.1 Hình dáng bên ngoài:
a/ Các đèn trạng thái:
- Đèn RUN – màu xanh: Chỉ định PLC ở chế độ làm việc và thực hiện chương
trình đã được nạp vào bộ nhớ chương trình.
- Đèn STOP – màu vàng: Chỉ định PLC ở chế độ STOP, dừng chương trình đang
thực hiện lại (các đầu ra đều ở chế đố Off).
- Đèn SF – màu đỏ, đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng có nghĩa là lỗi phần cứng hoặc
hệ điều hành. Ở đây cần phân biệt rõ lỗi hệ thống với lỗi chương trình người dùng,
khi lỗi chương trình người dùng thì CPU không thể nhận biết được vì trước khi
download xuống CPU, phần mềm lập trình đã làm nhiệm vu kiểm tra trước khi
dịch sang mã máy.
- Đèn Ix.x - màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu vào số.
- Đèn Qx.x – màu xanh: Chỉ định trạng thái On/Off của đầu ra số.
- Port truyền thông nối tiếp: RS 485 protocol, 9 chân sử dụng cho vào phối ghép
với PC, TG, TD200, TD200C, OP, mạng biến tần, mạng công nghiệp.
Tốc độ truyền – nhận dự liệu theo kiểu PPI ở tốc độ chuẩn là 9600 baud.
Tốc độ truyền – nhận dự liệu theo kiểu Freeport là 300 ÷38400 baud.
b/ Công tắc chọn chế độ:
- Công tắc chọn chế độ RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình, khi chương
trình gặp lỗi hoặc gặp lệnh STOP thì PLC sẽ tự động chuyển sang chế độ STOP
mặc dù công tắc vẫn ở chế độ RUN (nên quan sát đèn trạng thái).
- Công tắc chọn chế độ STOP: khi chuyển sang chế độ STOP, dừng cưỡng bức

chương trình đang chạy, các tín hiệu ra lúc này đều về Off.
- Công tắc chọn chế độ TERM: cho phép người vận hành chọn một trong hai chế
độ RUN/STOP từ xa, ngoài ra ở chế độ này được dùng để Download chương trình
người dùng.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 13
Đồ án Điều khiển logic
c/ Vít chỉ định tương tự: Mỗi CPU có từ 1 tới 2 vít chỉ định tương tự, có thể xoay
được một góc 270
0
, dùng để thay đổi giá trị của biến sử dụng trong chương trình.
d/ Pin và nguồn nuôi bộ nhớ: sử dụng tụ vạn năng và pin. Khi năng lượng của tụ bị
cạn kiệt PLC sẽ tự động chuyển sang sử dụng năng lương từ pin.
3.1.2 Giao tiếp với thiết bị ngoại vi:
a/ Thiết bị lập trình loại PGxx được trang bị sẵn phần mềm lập trình, chỉ lập trình
được với ngôn ngữ STL.
b/ Máy tính PC: Hệ điều hành Win 95/98/ME/2000/NT4x…
Trên đó cài phần mêm Step7 Mcro/Win 32 và Stp7 Mcro/Dos
c/ Giao tiếp với mạng công nghiệp:
- Nếu là mạng PPI thì chỉ cần đầu nối và nối trực tiếp vào Port truyền thông của
CPU.
- Nếu là mạng Profibus – DP phải có thêm modul EM277.
- Nếu là mạng AS-I phải có thêm modul CP 243-2.
- Ngoài ra còn có thêm TD200 (Text Display) dùng để hiển thị và thông báo bằng
text, có thể điều chỉnh trực tiếp giá trị của biến trong chương trình người dùng,
đóng vai trò như một panel vận hành.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 14
Đồ án Điều khiển logic
Hình 3.2 Sơ đồ
mạch giao tiếp
giữa CPU 226

AC/DC/RLY
với sensor và
cơ cấu chấp
hành.
Hình 3.3 Sơ đồ
mạch giao tiếp
giữa CPU 226
DC/DC/DC với
sensor và cơ
cấu chấp hành.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 15
Đồ án Điều khiển logic
3.2 Cấu trúc bộ nhớ của S7-200:
3.2.1 Phân chia bộ nhớ:
Bộ nhớ được chia làm 4 vùng cơ bản, hầu hết các vùng nhớ đều có khả năng
đọc/ghi chỉ trừ vùng nhớ đặc biệt SM (special Memory) là vùng nhớ có chỉ số đọc,
số còn lại có thể đọc/ghi được.
- Vùng nhớ chương trình: Là miền bộ nhớ được dùng để lưu giữ các lệnh, chương
trình. Vùng này thuộc kiểu non-valatile đọc ghi được
- Vùng nhớ tham số: là miền lưu giữ các tham số như từ khóa, địa chỉ trạm…
cũng giống như vùng chương trình, vùng này thuộc kiểu (non-valatile) đọc/ghi
được.
- Vùng dữ liệu: được sử dụng để cắt các dữ liệu của chương trình bao gồm kết
quả các phép tính, hằng số được định nghĩa trong chương trình, bộ đệm truyền
thông…
- 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 thuộc kiểu non-valatile
nhưng đọc/ghi được
Hai vùng nhớ cuối cùng có ý nghĩa quan trọng trong việc thực hiện một chương
trình. Do vậy sẽ được trình bày chi tiết ở mục tiếp theo.

Hình 3.4 Bộ nhớ trong và ngoài của S7-200
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 16
Đồ án Điều khiển logic
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 17
Đồ án Điều khiển logic
3.2.2 Vùng nhớ dữ liệu, đối tượng và cách truy nhập:
Vùng nhớ dữ liệu là vùng nhớ động, nó có thể truy cập theo từng bit, byte, từ đơn
(worrd), từ kép (double word) và cũng có thể truy nhập được với mảng dữ liệu.
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 đối tượng được sử dụng đểlưu giữ dữ liệu cho các đối tượng lập trình như
các giá trị tức thời, giá trị đặt trước của Counter hay Timer. Dữ liệu kiểu đối tượng
bao gồm các thanh ghi của counter, Timer, các bộ đếm tốc độ cao, bộ đệm vào/ra
tương tự và các thanh ghi AC (Accumulator).
Vùng nhớ dữ liệu và đối tượng được chia ra nhiều miền nhớ nhỏvới những ứng
dụng khác nhau. Chúng được ký hiệu bằng chữ cái đầu của tên tiếng Anh.
3.3 Ngôn ngữ lập trình S7-200
Lập trình cho S7 200 và các PLC khác của hãng Siemens dựa trên 3 phương
pháp cơ bản:
- Phương pháp hình thang (Ladder logic _ LAD).
- Phương pháp khối hàm(Function Block Diagram_ FBD).
- Phương pháp liệt kê câu lệnh (Statement List _ STL).
Những lệnh này phải phối hợp được trạng thái các tiếp điểm để quyết định về
giá trị trạng thái đầu ra hoặc giá trị logic cho phép hoặc không cho phép thực chức
năng của một (hay nhiều) cuộn dây hoặc hộp. Trong lập trình lôgic thường hay sử
dụng hai ngôn ngữ LAD và STL vì nó gần gũi hơn đối với chuyên ngành điện.
3.3.1 Định nghĩa về LAD:
LAD là ngôn ngữ lập trình bằng đồ họa. Nhữnh thành phần cơ bản dùng trong
LAD tương ứng với những thành phần cơ bản dùng trong bảng mạch rơle.

+ Tiếp điểm có hai loại: Thường đóng:
Thường hở:
+ Cuộn dây (coil): ( )
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 18
Đồ án Điều khiển logic
+ Hộp (box): Mô tảcác hàm khác nhau, nó làm việc khi có tín hiệu đưa đến hộp.
Có các nhóm hộp sau: hộp các bộ định thời, hộp các bộ đếm, hộp di chuyển dữ
liệu, hộp các hàm toán học, hộp trong truyền thông mạng
+ Mạng LAD: Là mạch nối các phần tử thành một mạng hoàn thiện, các phần
tử như cuộn dây hoặc các hộp phải được mắc đúng chiều. Nguồn điện có hai
đường chính, một đường bên trái thể hiện dây nóng, một đường bên phải là dây
trung tính (neutral) nhưng không được thể hiện trên giao diện lập trình. Một mạch
làm việc được khi các phần tử được mắc đúng chiều và kín mạch.
3.3.2 Định nghĩa về STL:
Là phương pháp thể hiện chương trình dưới dạng tập hợp các câu lệnh. Để tạo
ra một chương trình bằng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử
dụng 9 bit trong ngăn xếp (stack) logic của S7 200.
Ngăn xếp là một khối 9 bit chồng lên nhau từ S0÷S8, nhưng tất cả các thuật
toán liên quan đến ngăn xếp đều làm việc với bit đầu tiên và bit thứ hai (S0 và S1)
của ngăn xếp. Giá trị logic mới có thể được gởi hoặc nối thêm vào ngăn xếp. Hai
bit S0 và S1 phối hợp với nhau thì ngăn xếp được kéo lên một bit.
Ngăn xếp của S7 200 (logic stack):
3.3.3 Vòng quét (thực hiện chương trình) và cấu trúc của một chương trình:
PLC thực hiện chương trình theo vòng lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng
quét (scan). Các giai đoạn của vòng quét:
- Reading the inputs ( đọc tín hiệu đầu vào )
- Executing the program (thực hiện chương trình)
- Processing any communication requets ( xử lí các yêu cầu về liên lạc )
- Executing the CPU self-test diagnostics ( CPU tự kiểm tra, chuẩn đoán )
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 19

Đồ án Điều khiển logic
- Writing to the outputs ( xuất tín hiệu ở đầu ra )

Hình 3.5 Chu kì vòng quét của CPU S7-200
Khi gặp lệnh vào/ra tức thời ngay lập tức hệ thống dừng tất cả mọi công việc
khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt để thực hiện chương trình này trực tiếp với
cổng vào/ra.
Nếu sử dụng các chế độ 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 thời điểm nào trong vòng quét.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 20
Đồ án Điều khiển logic
Hình 3.6 Cấu trúc của chương trình S7-200
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 21
Đồ án Điều khiển logic
3.3.4 Tập lệnh S7-200:
Tập lệnh của S7-200 được chia làm 3 nhóm:
a/ Các lệnh mà khi thực hiện thì làm việc độc lập không phụ thuộc vào giá trị
logic của bit đầu tiên trong ngăn xếp (gọi là nhóm lệnh không điều kiện).
b/ Các lệnh chỉ thực hiện khi bit đầu tiên trong ngăn xếp có giá trị bằng 1 (gọi là
nhóm lệnh có điều kiện).
c/ Các nhãn lệnh đánh dấu vị trí trong tập lệnh (gọi là nhóm lệnh điều khiển
chương trình).
Mô tả cây lệnh với SIMATIC S7-200
3.3.5 Cú pháp và cách ứng dụng SIMATIC struction S7-200:
a/ SIMATIC Bit Logic Instructions:
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 22
Đồ án Điều khiển logic
STL LAD Mô tả Toán hạng

Kiểu
dữ
liệu
LD
Tiếp điểm thường mở sẽ được
đóng khi bit = 1
bit: I, Q, M, V, SM,
T, C, S, L
BoolA
O
LDN
Tiếp điểm thường đóng sẽ được
mở khi bit = 1
bit: I, Q, M, V, SM,
T, C, S, L
BoolAN
ON
NOT
Đảo giá trị logic của bit đầu tiên
trong ngăn xếp
Không Không
EU
Bit đầu tiên trong ngăn xếp có
giá trịbằng 1 (trong khoảng thời
gian đúng bằng 1 chu kỳvòng
quét) khi phát hiện sườn lên của
tín hiệu đầu vào.
bit: I, Q, M, V, SM,
T, C, S, L
Bool

ED
Bit đầu tiên trong ngăn xếp có
giá trị bằng 1 (trong khoảng
thời gian đúng bằng 1 chu kỳ
vòng quét) khi phát hiện sườn
xuống của tín hiệu đầu vào.
bit: I, Q, M, V, SM,
T, C, S, L
Bool
=bit
Cuộn dây đầu ra ở trạng thái
ON
khi có dòng điện điều khiển đi
qua.
bit: I, Q, M, V, SM,
T, C, S, L
Bool
S bit,
n
Set 1 mảng gồm n tiếp điểm,
tính từ tiếp điểm "bit" (n <=
128 tiếp điểm).
bit: I, Q, M, V, SM,
T, C, S, L
n: IB, QB, MB,
VB, SMB, SB, LB,
AC, Constant,
∗VD,
∗AC,∗LD
Bool

R
bit, n
Reset 1 mảng gồm n tiếp
điểm, tính từ tiếp điểm "bit" (n
<= 128 tiếp điểm).
bit: I, Q, M, V, SM,
T, C, S, L
n: IB, QB, MB,
VB, SMB, SB, LB,
AC, Constant,
∗VD,
Bool
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 23
Đồ án Điều khiển logic
∗AC, ∗LD
b/ SIMATIC Timer Instructions:
STL LAD Mô tả
Toán
hạng
Kiểu
dữ
liệu
TON
Txxx,
PT
TONR
Txxx,
PT
Đây là lệnh đếm thời gian hoạt khi tín
hiệu EN là ON. Khi giá trị đếm tức

thời trong thanh ghi CT >= giá trị đặt
trước trong thanh ghi PT thì bit trạng
thái Txxx của bộ Timer là ON.Giá trị
đếm tức thời trong thanh ghi CT =0 và
bit trạng thái về off khi tín hiệu ở đầu
vào là off. Ngược lại với bộTON,
thanh ghi CV và bit trạng thái vẫn giữ
nguyên trừ khi có lệnh Reset bộTONR.
Ngoài ra có thể sử dụng lệnh Reset
đểxoá thanh ghi tức thời cũng như bit
trạng thái của bộ TON. Ta có thể sử
dụng toán hạng Word (INT) tương ứng
với lệnh INT hay toán hạng bit tương
ứng với bit trạng thái.
Txxx:
Constant
word
IN :
power
flow
bool
PT: IW,
QW,
MW,
SMW,
VW, LW,
SW,
AIW,T,
C, AC,
Constant,

∗VD,
∗AC,
∗LD
INT
TOF
Txxx,
PT
Trạng thái của bit Txxx có cùng trạng
thái với tín hiệu tại chân EN ở đầu vào,
tại thời điểmnày giá trị trong thanh ghi
CT= 0. Tại thời điểm khi có sườn
xuống
của tín hiệu ở chân EN giá trị trong
thanh ghi CV bắt đầu tăng dần đến khi
CT = PT bit Txxx xuống mức thấp và
CT giữ nguyên giá trị này cho đến khi
có tín hiệu (mức cao mới kích vào
chân EN). Có thể xoá CT và Txxx
bằng lệnh Reset.
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 24
Đồ án Điều khiển logic
c/ SIMATIC Counter Instructions (Count Up, Count Up Down, Count Down ):
STL LAD Mô tả Toán hạng
Kiểu
dữ
liệu
CTU
Cxxx,
PV
Khai báo bộ đếm tiến theo

sườn lên của tín hiệu đầu vào
CPU. Khi giá trị đếm tức thời
C-word lớn hơn hoặc bằng giá
trị đặt trước PV, thì bit trạng
thái Cxxx có giá trịbằng 1. Bộ
đếm được Reset khi R có giá
trị logic bằng 1. Bộ đếm ngừng
đếmkhi giá trị đếm đạt giá trị
cực đại 32767.
Cxxx:
Constant
word
EU, R : power
flow
bool
PT: IW, QW,
MW, SMW,
VW, LW, SW,
AIW,T, C,
AC, Constant,
∗VD, ∗AC,
∗LD
INT
CTUD
Cxxx,
PV
Khai báo bộ đếm tiến/lùi; đếm
tiến theo sườn lên của tín hiệu
đầu vào CU, đếmlùi theo sườn
lên của tín hiệu đầu vào CD.

Khi giá trị đếm tức thời C-
Word lớn hơn hoặc bằng giá trị
đặt trước PV, htì bit trạng thái
Cxxx có giá trị bằng 1. Bộ đếm
được Reset khi R có giá trị
logic bằng 1. Bộ đếm dừng
đếm tiến khi giá trị đếm đạt giá
trị cực đại 32767. Bộ đếm
ngừng đếm lùi khi giá trị đếm
đạt giá trịcực đại -32768.
CTUD reset khi đầu vào R có
giá trị logic bằng 1
Cxxx:
Constant
word
EU, ED, R :
power flow
Bool
PT: IW, QW,
MW, SMW,
VW, LW, SW,
AIW,T, C,
AC, Constant,
∗VD, ∗AC,
∗LD
INT
SVTH: Võ Minh Sang – Lớp 11DTDCLC 25