Hệ thống bãi giữ xe ô tôt tự động

Phần I: Hệ thống bãi giữ xe ôtô tự động Luận văn tốt nghiệp
PHẦN I
HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE ÔTÔ TỰ ĐỘNG
I.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 giữ xe để phục
vụ cho người dân trong công việc cũng như trong việc đi lại của họ. Vì thế, ngày
nay trên các nước tiên tiến trên thế giới như Nhật Bản, Hàn Quốc,…ở những thành
phố chật hẹp, người ta xây dựng hệ thống bãi giữ xe ôtô tự động được trang bị thiết
bị nâng để di chuyển ôtô từ mặt đất lên điểm
đỗ trên cao(hệ thống nổi hoặc di chuyển xe
xuống điểm đỗ dưới lòng đất (hệ thống ngầm).
Đây là những giải pháp giúp tăng hơn 100 lần
số lượng xe trên một diện tích truyền thống,
cho phép giải quyết trình trạng thiếu mặt bằng
xây dựng.
 Một số mô hình bãi xe thực tế ở một số nước
 Mô hình xếp chồng (Auto Stacker):
Mô hình này sử dụng
một hệ thống thủy lực để nâng
tối đa 4 ôtô xếp cạnh nhau lên
một tầng cao để dành chỗ cho 4
xe khác ở bên dưới. Tuy nhiên,
giải pháp này chỉ phù hợp với qui
mô nhỏ, hiệu quả kinh tế không cao.
Thiết Kế Hệ Thống Quản Lí Tự Động Bãi Giữ Xe Trang 1

 Mô hình bãi xe nhiều tầng (Driver in Parking):
Mô hình này với các đường dốc để chủ xe tự
lái vào và ra khỏi bãi xe. Mức độ tự động hoá tương
đối không cao. Giải pháp này tuy phổ biến nhưng
chưa phổ biến về mặt không gian, ô nhiễm môi
trường.
 Mô hình bãi giữ xe tự động hoá (Above ground Automated Parking):
Mô hình này là một bước cải
tiến so với 2 mô hình trên,sức chứa có
thể tăng gấp nhiều lần so với mô hình bãi
giữ xe nhiều tầng. Bố trí các xe sát nhau
và thu hẹp khoảng cách giữa các tầng,
các khâu nhận bão quản và trả xe hoàn
toàn được tự động hóa.
 Mô hình bãi xe tự động hoá dạng ngầm (Underground Automated Parking):
Có cấu trúc tương tự mô hình bãi giữ xe tự
động hoá nhưng đươc thiết kế ở dạng ngầm dưới
đất.
II.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 chưá của bãi xe cho phép tối đa là
100 xe bao gồm các loại xe 4 chỗ, xe 7 chỗ,
xe 12 chỗ và xe 30 chỗ. Khi có xe vào, cảm
biến phát hiện và PLC điều khiển mở cửa cho
xe vào, phân loại xe, và nhờ việc phân loại xe
mà PLC đếm số xe các loại vào trong ngày.
Khi xe đã vào, cảm biến sẽ phát hiện và PLC điều khiển đóng cửa vào.

Và tương tự, khi có xe
ra, cảm biến sẽ phát hiện và
điều khiển mở cửa cho xe ra,
phân loại xe và PLC sẽ đếm số
xe các loại ra trong ngày. Khi
xe đã ra, cảm biến sẽ phát hiện,
PLC điều khiển đóng cửa ra.
Khi bãi xe còn trống xe, 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. CÁC KHÂU CƠ BẢN
 Mở cửa
Khi có xe vào hoặc ra, thì các cảm biến tại các cửa vào hoặc ra sẽ nhận biết
được tín hiệu và thông báo đến PLC, PLC sẽ tác động điều khiển mở cửa. Khi cửa
mở tối đa, công tắc hành trình sẽ tác động, PLC sẽ điều khiển cửa dừng lại.
 Phân loại xe và đếm số xe, tính tiền gửi xe
Khi xe đã vào hoặc ra, cảm biến sẽ phân loại xe 4 chỗ, 7 chỗ, 12 chỗ, 30 chỗ
và thông báo đến PLC, PLC sẽ tác động đến bộ đếm để đếm số xe vào hoặc ra và
tính tiền gửi xe.
 Đóng cửa
Khi xe đã vào hoặc đã ra khỏi cửa, cảm biến sẽ nhận biết được tín hiệu và sẽ
thông báo đến PLC, PLC sẽ tác động điều khiển mở cửa. Khi cửa đóng tối đa, công
tắc hành trình sẽ tác động, PLC sẽ điều khiển cửa dừng lại.
2. 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,v.v,…truyền động của cửa nhờ vào môt động cơ được
gắn trực tiếp với thanh gạt.
 Cửa vào
Khi có xe vào, cảm biến S1 sẽ nhận biết được tín hiệu và chuyển đến PLC,
PLC điều khiển mở cửa.
Khi thanh gạt mở tối đa sẽ chạm vào công tắc hành trình trên CT1 ở cửa vào,
công tắc này tác động đến PLC, PLC sẽ điều khiển dừng mở cửa.
Khi xe đã vào, tuỳ theo từng loại xe mà các cảm biến S2, S3, S4, S5 tác động
đến bộ đếm của PLC để đếm số xe vào trong bãi.
Khi xe đã vào, cảm biến S5 sẽ tác động, đưa tín hiệu về PLC, PLC sẽ điều
khiển đóng cửa lại.
Khi thanh gạt đóng tối đa sẽ chạm vào công tắc hành trình dưới CT2 ở cửa
vào, công tắc này sẽ tác động đến PLC, PLC sẽ điều khiển dừng đóng cửa.
 Cửa ra
Khi có xe ra, cảm biến S6 sẽ nhận biết được tín hiệu và chuyển đến PLC,
PLC điều khiển mở cửa.
Khi thanh gạt mở tối đa sẽ chạm vào công tắc hành trình trên CT3 ở cửa ra,
công tắc này tác động đến PLC, PLC sẽ điều khiển dừng mở cửa.
Khi xe đã ra, tuỳ theo từng loại xe mà các cảm biến S7, S8, S9, S10 tác động
đến bộ đếm của PLC để đếm số xe ra khỏi bãi.
Khi xe đã ra, cảm biến S10 sẽ tác động, đưa tín hiệu về PLC, PLC sẽ điều
khiển đóng cửa lại.
Khi thanh gạt đóng tối đa sẽ chạm vào công tắc hành trình dưới CT4 ở cửa ra,
công tắc này sẽ tác động đến PLC, PLC sẽ điều khiển dừng đóng cửa.
Sau khi đã phân loại xe ra, giao tiếp máy tính sẽ tính tiền thời gian mà xe đã
gửi ở trong bãi xe.
3. PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN, CẢM BIẾN VÀ CHẤP HÀNH CỦA THIẾT BỊ
 Thiết bị điều khiển
PLC là thiết bị lập trình điều khiển cho các hoạt động đóng mở cửa, hiển thị
đèn, phân loại xe và đếm số xe.

 Cấu trúc phần cứng:
Thiết bị lập trình
Bộ Giao diện nhớ Giao diện xuất
Bộ vi xử lý
Nguồn
 Nguồn: AC (220V,110V)
DC (24V,12V)
 Bộ vi xử lý: đọc các tín hiệu vào thực hiện các hoạt động điều khiển theo
chương trình đã được lưu trong bộ nhớ và truyền các tín hiệu ra các thiết bị xuất.
Bus dữ liệu
Bộ nhớ Vi xử lý Bộ nhớ
Bus điều khiển
Thiết bị nhập
 Bộ nhớ: Là nơi để lưu dữ liệu và chương trình cho các hoạt động điều khiển
dưới sự kiểm tra của bộ vi xử lý.
ROM : bộ nhớ chỉ đọc
RAM : bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên
EEPROM : có thể xoá bằng điện và có thể lập trình lại được.
 Thiết bị lập trình:
+ Lập trình trên máy tính

+ Lập trình riêng
 Các thiết bị nhập và xuất :
Cung cấp giao diện giữa hệ thống và thế giới bên ngoài cho phép kết
nối giữa các cảm biến, động cơ và PLC.
 Ưu điểm của PLC:
 Có kích thước nhỏ gọn, được thiết kế để có thể chịu được rung động,nhiệt,
độ ẩm và tiếng ồn.
 Có độ ổn định cao.
 Dễ dàng nhanh chóng thay đổi cấu trúc của mạch điều khiển bằng cách lập
trình lại đáp ứng yêu cầu điều khiển mà không cần thay đổi phần cứng.
 Có các chức năng kiểm tra lỗi, dự báo lỗi.
 Có thể nhân đôi các ứng dụng nhanh và ít tốn kém.
 Có thể kết nối mạng vi tính để giám sát hệ thống.
 Điều khiển linh hoạt đa dạng.
 Các ứng dụng của PLC:
 Điều khiển bãi giữ xe ôtô tự động.
 Điều khiển các quá trình sản suất.
 Giám sát hệ thống,an toàn nhà xưởng.
 Hệ thống báo động.
 Điều khiển thang máy.
 Điều khiển động cơ.
 Cảm biến
 Cảm biến quang:
Cảm biến quang là cảm biến hoạt động dựa trên nguyên tắc phát và thu tín
hiệu ánh sáng.
Có 2 dạng cảm biến quang:
 Cảm biến quang dạng thu và phát rời:
Là cảm biến gồm hai bộ phát và thu được tách rời ra riêng
biệt. Các thiết bị chuyển mạch quang điện vận hành theo kiểu truyền
phát, vật thể cần phát hiện sẽ chắn chùm ánh sáng (thường là bức xạ
hồng ngoại) không cho chúng chiếu tới thiết bị dò.

Diode phát quang Thiết bị dò quang lọc
 Cảm biến quang dạng thu và phát chung:
Là cảm biến gồm hai phần phát và thu được gộp chung thành
một khối. Các thiết bị chuyển mạch quang điện vận hành theo kiểu
phản xạ, vật thể cần phát hiện sẽ phản chiếu chùm ánh sáng lên thiết
bị dò.
Diode phát quang
Thiết bị dò quang học
Vật thể
Trong cả hai loại trên, cực phát xạ thông thường là Diode phát quang (LED).
Thiết bị dò bức xạ có thể là Transistor quang, thường là hai Transistor được gọi là
cặp Darlington. Cặp Darlington làm tăng độ nhạy của thiết bị. Tuỳ theo mạch được
sử dung đầu ra có thể được chế tạo để chuyển mạch đến mức thấp khi ánh sáng đến
Transistor.
Các cảm biến được cung cấp dưới dạng các hộp cảm nhận sự có mặt của các
vật thể ở khoảng cách ngắn, thường nhỏ hơn 5mm đối với cảm biến hình chữ U.
Đối với các loại cảm biến nói trên, ánh sáng được chuyển thành sự thay đổi
dòng điện, điện áp hoặc điện trở đó chính làmột đặc trưng mang bản chất điện.
 Cảm biến thu phát hồng ngoại:
 IC phát BL9148:
 Đây là một bộ truyền phát hồng ngoại ứng dụng bởi công nghệ CMOS. 1948
kết hợp với BL9149 tạo ra 10 chức năng , với BL 9150 tạo ra 18 chức năng và 75
lệnh có thể phát xạ: trong đó 63 lệnh là liên tục, có thế có nhiều tổ hợp phím; 12
phím không liên tục, chỉ có thể sử dụng phím đơn. Với cách tổ hợp như vậy có thể
dùng cho nhiều loại thiết bị từ xa.
 Đặc tính :

+ Được sản xuất theo công nghệ CMOS.
+ Tiêu thụ công suất thấp.
+ Vùng điện áp hoạt động : 2.2V ÷ 5V
+ Sử dụng được nhiều phím
+ Ít thành phần ngoài.
 Ứng dụng :
Bộ phát hồng ngoại trong các thiết bị điện tử như: TV, Video cassette
Recoder, và cũng có thể sử dụng để cho các ứng dụng công nghiệp khác.
 Sơ đồ và chức năng các chân IC :
+ Chân 1(Vss): là chân Mass được nối với cực âm
của nguồn điện.
+ Chân 2 va 3: là hai chân để nối với bộ giao động
bên ngoài.
+ Chân 4-9(K1-K9): là đầu của các tính hiệu bàn
phím kiểu ma trận, các chân K1 đến K6 kết hợp với các
chân 10 đến 12(T1-T3) để tạo thành ma trận phím 18 phím
+ Chân 13 (CODE): là chân mã số dùng để kết hợp với các chân T1-T2 để
tạo ra tổ hợp mã hệ thống giữa phần phát và phần thu.
+ Chân 14 (TEST): là chân dùng để kiểm tra mã của phần phát, bình thường
khi sử dụng có thể bỏ trống.
+ Chân 15 (TXout): là đầu ra của tín hiệu đã được điều chế FM.
+ Chân 16 (Vcc): là chân cấp nguồn dương.
 Sơ đồ khối:
Bộ tạo dao động và bộ phân tần: để có
thể phát được đi xa, ta cần có một xung
có tấn số 38 Khz ở nơi nhận nhưng trên
thị trường khó tìm được thạch anh
đúng tần số nên ta chọn tần số của
thạch anh là 455Khz cho bộ tạo cao
động. Sau đó tần số sẽ được đưa qua bộ
phân tần để chia nó ra thành 12 lần.

 Mạch ứng dụng :
150 pF
U5
1
16
0 10K
DIODE
HONG NGOAI
0
R2
100
10K
3 VCC
1MF
0
DIODE
0
3 VCC
LED
150 pF
2 VSS
XT
XT
K1
K2
K3
K4
K5
BL 9148
3
45
6
7
15
14
13
12
11
10
9
8
VCC
TXOUT
TEST
CODE
T3
T2
T1
K6
455KHZ
 Tính toán:
 Bộ tạo dao động tần số sóng mang:
+ Chọn tần số dao động: tần số sóng mang mang
mã truyền là tần số thu được do vi mạch mã hóa sau
khi tiến hành chia 12 lần đối với tần số dao động của
bộ cộng hưởng bằng thạch anh được đấu bên ngoài.
Cho nên mức độ ổn định của tần số này phụ thuộc vào
chất lượng và quy cách của thạch anh. Tần số dao
động của mạch phát thường là 400-500KHz. Đối với
mạch phát trên thì ta chọn thạch anh là 455KHz.
+ Tần số dao động của sóng mang được tính theo công thức:
f  fosc
C 12
Từ đó suy ra: 455 /12 38 C f  KHz  KHz
+ Do cấu tạo bên trong của IC BL9148 có một cổng đảo dùng để phối hợp với
các linh kiện bên ngoài bằng thạch anh hoặc bằng mạch LC để tạo thành mạch dao
động. Vì mạch LC khá cồng kềnh và độ ổn định không cao so với thạch anh nên ta
chọn bộ dao động thạch anh.
 Mạch khuếch đại phát : Do tín hiệu ngõ ra của IC phát có dòng bé: -
0.1mA 1.0mA nên ta phải khuếch đại chúng lên. Vì thế, ta dùng transistor để
khuếch đại dòng cấp cho Led hồng ngoại phát đi.

+ Khi chưa cấp nguồn thì Q off
 không có dòng qua Led hồng ngoại.
+ Khi cấp nguồn cho mạch phát : Q on
Vout = VB  Q dẫn bão hòa VCE = VCE bão
hòa = 0.2V
+ Led hồng ngoại có điện áp cho phép trong
khoảng 1.2 3.3 V, dòng làm việc 30mA1A, RIR =
10 30 
1.2  VIR  3.3V
R * V  R  R * V IR E IR E

R
V V
IR IR
MAX MIN
1.2V
R V V
* E 3.3
IR
 
R R
1
IR

Sau khi tính toán ta chọn R1=10K, RIR= biến trở 10K.
 Cài mã cho mạch phát :
+ Vì chọn IC thu là BL9149 nên theo lý thuyết thì IC thu không vó chân C1. Do
đó chân C1 của IC phát luôn ở mức logic “1”. Nhiệm vụ còn lại là xác định tổ hợp
mã cho chân C2 và C3.
+ Đối với mạch ở trên thì cách cài mã như sau:
+ Ta xác định mã muốn cài là: C1 =”1”, C3 = “0”.
+ Từ đó, tại chân C2, ta nối một diode với chân Code, còn chân C3 thì bỏ trống.
+ Như vậy, để IC thu nhận biết đúng thì ta cũng phải cài đúng như vậy.
Bảng mã hệ thống
BL9418 BL9419
C1 C2 C3 C2 C3
1 1 0 1 0
BL9148: “1”_nối diode
“0”_bỏ trống
BL9419: “1”_nối tụ xuống Mass
“0”_nối xuống Mass

+ Chọn ngõ ra ở chế độ liên tục là các chân ra từ HP1- HP5 để sử dụng cho
phẩn cảm biến phát hiện vật trong mô hình.
 IC thu BL9149 :
 BL9149 cũng được chế tạo bởi công nghệ CMOS. Nó có thể điều khiển tối đa 10
thiết bị.
 Đặc tính:
+ Tiêu tán công suất thấp.
+ Khả năng chống nhiễu rất cao.
+ Nhận được đồng thời 5 chức năng từ IC phát BL9148.
+ Cung cấp bộ dao động RC.
+ Bộ lọc số và kiểm tra mã ngăn ngừa sự tác động từ những nguồn sáng
khác nhau như đèn PL. do đó không ảnh hưởng đến độ nhạy của mắt thu.
 Sơ đồ và chức năng của các chân của IC :
+ Chân 1(Vss): là chân Mass được nối với cực âm của
nguồn điện.
+ Chân 2 (RXin): là đầu vào tín hiệu thu.
+ Các chân 3-7 (HP1-HP5): là đầu ra tín hiệu liên tục.
Chỉ cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào
thì đầu ra đó sẽ luôn duy trì ở mức logic ”1” .
+ Các chân 8-12 (SP1-SP5): là đầu ra tín hiệu không
liên tục.chỉt cần thu được tín hiệu tương ứng với đầu ra nào thì đầu ra đó sẽ
duy trì ở mức logic “1” trong khoảng thời gian là 107ms.
+ Chân 13-14 (CODE3- CODE2): để tạo ra mã tổ hợp các hệ thống giữa phần
phát và phần thu. Mã số của hai chân này phải giống tổ hợp mã hệ thống của
phần phát thì mới thu được tín hiệu.
+ Chân 15 (OSC): dùng để nối với tụ điện và điện trở bên ngoài tạo ra dao dộng
cho mạch.
+ Chân 16 (Vcc): là chân được nối với cực dương của nguồn cung cấp.
 Sơ đồ khối:

 Giải thích sơ đồ khối:
+ Sau khi IC phát BL9148 phát ra
tín hiệu (2 chu kỳ), tín hiệu sẽ được mắt
thu tiếp nhận rồi đưa nó đến chân Rxin.
Chân Rxin có nhiệm vụ sẽ chỉnh lại dạng
sóng của tín hiệu cho chuẩn. Sau đó, tín
hiệu được đưa tới bộ lọc số. Bộ lọc số có
nhiệm vụ lọc lấy các dữ liệu rồi đưa đến
thanh nghi 12 bit. Tiếp đến, dữ liệu thứ hai sẽ nạp vạo thanh nghi.Dữ liệu đầu tiên
sẽ được đưa qua bộ đệm ngõ ra nếu mã của nó khớp với mã của phần phát. Trường
hợp, mã của dữ liệu không khớp với mã cùa phần phát thì quá trình sẽ được lặp lại.
Khi các dữ liệu nhận đã được thông qua, ngõ ra sẽ chuyển từ mức thấp lên mức cao.
 Mạch ứng dụng:
10K
102
102
BL 9149
1
2 VSS
3
45
6
7
8
RXin
HP1
HP2
HP3
HP4
HP5
SP5
OUT 1
1
MAT THU
VIN
GND
0
OUT 1
5 VCC
10K
16
15
14
13
12
11
10
9
VCC
OSC
39K
102
CODE 2
CODE3
SP1
SP2
SP3
SP4
0
5 VCC
0
0
13
VOUT
2
C1815
0
 Tính toán :
 Mạch khuếch đại và tách sóng:
Q ở trạng thái bảo hòa VCEBH = 0.1V

+ Khi chưa nhận tín hiệu: VIN=0.8V
IBH = 0.02mA
VIN = VRB + VBE

R V V
IN BE
B
B
I

0.8 0.7 5
0.02 10 B R K 
  
3


 Từ đó, dựa vào thực tế ta chọn RB = 4.7K
+ Mặt khác ta có :
VCC =VRC + VCEBH
VRC = VCC -VCEBH

R V V
CC CEBH
C
CEBH
I

5 0.1 5
10 C R K 
  
3

I CBH I I 50 0.02 1
mA
I
        
Min CBH Min BBH
BBH
Ta chọn RC = 4.7K
+ Khi nhận tín hiệu VIN = 705 mV
 I V V 
A
0.705 0.7 1
5 10
  
3
IN BE
B
R
B


VC = VCC – VRC =VCC - RC 5 5 103 10 6 100 4.5 B I hfe        V
+ Để Ic thu hoạt động tốt thì VIN = 2V 3V
Với VIN  2V
V 
Z V
Z R
C INIC 
2

INIC L
3
  
4.5 25 10 25 103
R V Z Z
  C INIC
   
L INIC
2 2
30 L R  K  Từ đó ta chọn RL = 10K
+ Tuy nhiên, lý thuyết là như vậy nhưng thực tế thì hai điện trở RB và RC không
cần gắn. Nếu như thế thì khả năng thu của mạch sẽ tăng lên.
+ Tổ hợp mã hệ thống giữa IC phát BL9148 và IC thu BL 9149:

Bảng mã hệ thống
BL9148 BL9149
C1 C2 C3 C2 C3
1 1 0 1 0
1 1 1 1 1
+ Vì BL9149 không có chân C1 nên chân C1 của BL9148 mặc nhiên ở mức logic
“1”. Qua bẳng mã hệ thống, ta thấy rằng tổ hợp mã của các chân C2 và C3 của hai
chan Ic phát phải giống nhau, đó là mã hệ thống. Trong các tổ hợp mã không có tổ
hợp C2 = C3= 0.
+ Các chân C2 và C3 sẽ ở mức logic “1” nếu nối một tụ giữa chân Cn ( n = 2, 3)
và Mass. Ngược lại, nếu các chân C2 và C3 sẽ ở mức logic “0” nếu nối xuống Mass.
 Ứng dụng:
Cảm biến quang được ứng dụng rất phổ biến ngoài thực tế như trong các hệ
thống đóng mở cử tự động, đếm và phân loại sản phẩm,v.v…
 Cảm biến từ (loop detector):
Cảm biến từ là một loại cảm biến dựa trên nguyên tắc truyền
dẫn điện từ. Điều này có ý nghĩa nếu một vật thể được đặt trong một
vùng từ trường thay đổi thì một điện thế được tạo ra trên vật thể đó.
Khi có điện trường được tạo ra xung quanh cuộn dây. Khi có
một vật thể kim loại đi vào vùng từ trường đang thay đổi. Dòng điện
được tạo ra trong vật thể kim loại, tiến trình này được gọi là sự
truyền dẫn, điều này là bởi vì tất cả các kim loại đều dẫn điện.
Khi một dòng diện được truyền trong một vật thể kim loại và
nó cũng tạo ra vùng từ trường của chính nó, những vùng từ trường
này có khả năng truyền dẫn một lượng nhỏ về điện trong chính cuộn
day của cảm biến. Do đó, cảm biến sẽ phát hiện được vật thể.
 Ứng dụng:
Cảm biến từ được dùng nhiều trong thực tế như ở các trạm thu
phí xe ôtô tự động, các cổng tự động dành riêng cho xe lớn từ 4 chỗ trở lên hay các
ứng dụng phân loại sản phẩm kim loại hoặc phi kim loại.

 Thiết bị chấp hành:
 Rơle:
Rơle là loại khí cụ điện tự động đóng ngắt mạch điện
điều khiển, tự động đóng ngắt các tiếp điểm khi có nguồn tác
động tức là khi có điện thì các tiếp điểm của Rơle hoạt động,
tiếp điểm thường mở thì đóng lại và tiếp điểm thường đóng thì
mở ra dùng để đảo chiều động cơ.
 Nguyên lý hoạt động:
Rơle hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ. Khi có dòng điện
chạy qua, cuộn day sẽ sinh ra lực hút điện từ, hút tấm kim loại
mỏng về phía lõi với một lực, nếu lực này thắng lực cản của lò
xo thì các tiếp điểm thường mở của Rơle sẽ đóng lại làm kín
mạch điều khiển. Khi dòng điện trong cuộn day giảm hoặc khi ngắt điện Rơle thì
lực hút lò xo sẽ thắng lực hút điện từ làm cho các tiếp điểm trở về vị trí ban đầu.
 Ứng dụng:
Dùng trong các mạch tự động đóng ngắt, trong các mạch đảo chiều quay 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.

Phần II: Giới thiệu tổng quát về PLC Luận văn tốt nghiêp
PHẦN II
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC
I. SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
Là thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên (PLC là viết tắt của chữ
Programmable Logic Controller ) đã được những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968
(công ty General Motor 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 làm cho 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 hổ trợ cho công việc lập trình.
Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay
(Programmable Controller Handle) đầu tiên được ra đời vào năm 1969. Điều này đã
tạo ra được một sự phát triển thực sự cho kỹ thuật điều khiển lập trình. 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 (The Diagram Format). 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 giao tiếp giữa người điều khiển để lập trình cho
hệ thống càng trở nên thuận tiện hơn.
Sự phát triển của hệ thống phần cứng và phần mềm từ năm 1975 cho đến nay
đã làm cho hệ thống PLC phát triển mạnh hơn với các chức năng mở rộng: Hệ
thống ngõ vào/ra có thể tăng lên đến 8000 cổng vào/ra, dung lượng bộ nhớ chương
trình tăng lên hơn 128000 từ bộ nhớ (word of memory). Ngoài ra các nhà thiết kế
còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các hệ thống PLC riêng lẽ thành một hệ thống PLC
chung, tăng khả năng của từng hệ thống riêng lẽ. 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.

Đây là bộ điều khiển logic dựa trên công nghệ vi điều khiển.Một hệ thống
PLC là một mạch tích hợp của nhiều bộ phận bao gồm xử lý số học, điều khiển bộ
nhớ, và các thiết bị nhập_xuất v.v…, chức năng chính mà bất kỳ PLC nào cũng phải
có là thu nhập các tín hiệu đầu vào, căn cứ vào yêu cầu chương trình trong PLC mà
thực hiện so sánh, tính toán và xuất các tín hiệu đóng ngắt đầu ra cho phù hợp.
Chương trình trong PLC là do người sử dụng thực hiện bằng một hệ thống ngôn
ngữ lập trình dựa trên quy trình của một sơ đồ điều khiển bất kỳ, chương trình sau
khi viết xong được dịch ra mã máy và nạp vào bộ nhớ chương trình (EEPROM-Electrical
Erase Programmable Read Only Memory hay còn gọi là ROM điện)của
PLC ( các PLC khác nhau có dạng ngôn ngữ lập trình khác nhau ). PLC cho phép
nối trực tiếp những cơ cấu tác động đóng ngắt có công suất nhỏ ở ngõ ra và những
mạch chuyển đổi ngõ vào, đối với các mạch có công suất lớn khi cần ghép nối với
PLC cần có mạch điện tử trung gian.
Trong tương lai hệ thống PLC không chỉ giao tiếp với các hệ thống khác thông
qua CIM (Computer Integrated Manufacturing) để điều khiển các hệ thống: Robot,
Cad/Cam,… Ngoài ra các nhà thiết kế còn đang xây dựng các loại PLC với các
chức năng điều khiển “thông minh” (intelligence) còn gọi là các siêu PLC (super
PLC) cho tương lai.
II. CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA CPU S7-200
Đặc điểm CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226
Kích thước thật (mm) 90x80x62 90x80x62 90x80x62 90x80x62
Bộ nhớ PLC
Bộ nhớ chương trình 2048words
=4096 bytes
2048words
=4096 bytes
4096words
=8192bytes
4096words
=8192bytes
Bộ nhớ dữ liệu 1024words
=2048 bytes
1024words
=2048 bytes
2560words=
5120bytes
2560words
=5120bytes
Trữ chương trình EEPROM EEPROM EEPROM EEPROM
Dữ liệu dự phòng
Khoảng
Khoảng
Khoảng
Khoảng
(pin tụ điện)
50 giờ
50 giờ
190 giờ
190 giờ

Các đầu vào và ra cục bộ( I/O ) trên CPU
In/Out 6/4 8/6 14/10 24/16
Số module mở rộng Không có 2 7 7
Tổng số ngõ vào/ra ( I/O ) cực đại cho phép ( bao gồm cả module mở rộng )
( I/O ) Digital 256 ( 128 In
/ 128 Out )
256 (128 In
/ 128 Out )
256 ( 128 In
/ 128 Out )
256 ( 128In
/ 128 Out )
( I/O ) Analog Không có 16 In /16 Out 32 In/32 Out 32In/32Out
Các lệnh
Tốc độ xử lý nhị phân
tại tần số 33MHz
0,37 μ/lệnh 0,37 μ/lệnh 0,37 μ/lệnh 0,37 μ/lệnh
Dung lượng thanh ghi
(I/O) ảo
128I và128Q 128I và128Q 128I và128Q 128Ivà128
Q
Số lượng Rơle bên
trong
256 256 256 256
Số lượng bộ đếm
(Counter) và định thì
(Timer)
256/256 256/256 256/256 256/256
Word In/Word Out Không có 16/16 32/32 32/32
Sequetial Control
Relays
256 256 256 256
Vòng lặp For/Next Có Có Có Có
Tính toán với số
Có Có Có Có
nguyên(+-*/)
Tính toán với số
thực(+-*/)
Có Có Có Có
Các đặc tính nâng cao
Bộ đếm cao tốc 4H / W
(20KHz)
4H / W
(20KHz)
6H / W
(20KHz)
6H / W
(20KHz)
Điều chỉnh Analog 1 1 2 2
Xung nhịp xuất 2( 20KHz, 2( 20KHz, 2( 20KHz, 2( 20KHz,

cho DC ) cho DC ) cho DC ) cho DC )
Định thời gian ngắt 2 (1÷255
ms)
2 (1÷255
ms)
2 (1÷255
ms)
2(1÷255ms
Ngắt phần cứng đầu
vào
4,có bộ lọc
đầu vào
4,có bộ lọc
đầu vào
4,có bộ lọc
đầu vào
4,có bộ lọc
đầu vào
Đồng hồ thời gian
thực
Có Có Có (bên
trong)
Có (bên
trong)
Mật mã bảo mật Có Có Có Có
 Một hệ thống lập trình cơ bản phải gồm có
 CPU: là bộ xử lý trung tâm (Center Processing Unit), nó điều khiển mọi
hoạt động của PLC theo chương trình đề ra, thực hiện tính toán so sánh, định thời
gian, đếm các tín hiệu đầu vào tốc độ xung Clock cấp từ mạch thạch anh.
Bộ nhớ nằm bên trong CPU bao gồm bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu,
mỗi vùng có các chức năng và nhiệm vụ khác nhau.
I
N
P
U
T
S
CENTRAL
PROCESSING
UNIT
O
U
T
P
U
T
S
M
M
Hình : sơ đồ khối của hệ thống điều khiển lập trình
Khối điều khiển trung tâm (CPU) gồm ba phần: bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ và
hệ thống nguồn cung cấp.
Processor

Memory
Power
Supply
Hình : Sơ đồ khối tổng quát của CPU
Bộ nhớ chương trình dùng chứa chương trình điều khiển và xử lý dữ liệu.
Chương trình này được CPU sử dụng mỗi khi PLC hoạt động. Để đảm bảo an toàn
mỗi khi có sự cố mất điện, bộ nhớ chương trình được sử dụng bằng EEPROM
(Electrical Erase Programmable Read Only Memory). Khi nạp chương trình vào
PLC chương trình được trữ trong bộ nhớ này.
Bộ nhớ dữ liệu dùng chứa các thông số của chương trình trong quá trình hoạt
động như trạng thái các biến, giá trị đếm tức thời của Timer và Counter,v.v…Khi
nguồn điện cấp cho PLC bị mất nội dung của bộ nhớ dữ liệu vẫn được duy trì nhờ
một tụ điện.Bộ nhớ dữ liệu được sử dụng bằng Ram (Random Access Memory).
Vùng nhớ Ram chia làm 4 vùng chính:
Vùng chương trình(User Program):là miền bộ nhớ sử dụng để lưu trữ các
lệnh chương trình điều khiển.
Vùng tham số của CPU (CPU configuration): là miền lưu trữ các tham số như
từ khoá, địa chỉ trạm, trạng thái của CPU.
Vùng dữ liệu: dùng để chứa các dữ liệu chương trình bao gồm các kết quả,
các phép tính, các hằng số được định nghĩa trong chương trình,v.v…Các miền nhớ
này có thể truy cập theo bit, byte(8bit), word(2byte), doubleword(2 word). Vùng dữ
liệu lại được chia thành nhiều miền nhớ nhỏ với các công cụ riêng như sau :
V : (Variable Memory):vùng nhớ biến
I : ( Input Image Register):vùng nhớ ảnh ngõ vào
Q : (Output Image Register):vùng nhớ ảnh ngõ ra
M : (Internal Memory Bit):vùng nhớ nội
SM (Special Memory Bit) :vùng nhớ đặc biệt

Vùng đối tượng : chứa các thông số của Timer, Couter, các bộ đếm cao tốc,
các ngõ ra Analog, các thanh ghi tích luỹ, các hằng số được chứa trong vùng nhớ
này.
Vùng nhớ EEPROM được chia thành 3 vùng, vùng chương trình, vùng tham
số của CPU, vùng dữ liệu.Về bản chất các vùng nhớ của bộ nhớ EEPROM hoàn
toàn giống như vùng nhớ RAM. EEPROM dùng để nạp lại chương trình và một số
nội dung cho vùng nhớ RAM bị mất nguồn nuôi.
III. CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH CỦA S7-200
Có thể lập trình cho PLC S7-200 bằng cách sử dụng một trong những phần
mềm sau :
 STEP7-Micro/DOS
 STEP7-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 ngay 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.
Thực hiện trong một vòng quét:
Main Program
.
.

.
MEND
Thực hiện khi được chương trình chính gọi:
SBR 0 Chương trình con thứ nhất
.
.
.
RET
.
.
.
SBR n Chương trình con thứ n+1
.
.
.
RET
Thực hiện khi có tín hiệu báo ngắt:
INT 0 Chương trình xử lý ngắt thứ nhất
.
.
.
RETI
.
.
.
INT n Chương trình xử lý ngắt thứ n+1
.
.
.
RETI

Hình : Cấu trúc chương trình của S7 –200
Hình: Hình ảnh thực tế của một PLC SIMATIC S7-200 CPU 214
Hình : Hình ảnh của module mở rộng EM223
IV.HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT PLC
CPU S7-200 có các chế độ hoạt động thể hiện bằng đèn trên PLC như sau:
SF : đèn màu đỏ báo hệ thống bị hỏng.
RUN : đèn màu xanh chỉ thị PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương
trình đã nạp vào bộ nhớ.

STOP : đèn màu vàng chỉ thị PLC đang ở chế độ dừng.
Khi hoạt động ở chế độ RUN, CPU S7-200 được thiết kế để thực hiện một loạt
các thao tác theo chu kỳ và một chu kỳ thực hiện thao tác đó người ta gọi là một
vòng quét ( Scan Cycle). Trong một vòng quét, CPU thực hiện các công việc sau :
Đọc trạng thái các ngõ vào (Reading The Input): bắt đầu mỗi vòng quét, PLC
đọc trạng thái ngõ vào và ghi trong thanh ghi ảnh ngõ vào.
Thực hiện chương trình (Excecuting The Program): trong suốt một vòng quét,
PLC thực hiện từ lệnh đầu tiên của chương trình đến khi gặp lệnh END
(STEP7_Micro/Win 3.2 tự động hiểu chương trình kết thúc khi gặp Network trống
kế tiếp trong chương trình ). Tại thời điểm thực hiện các lệnh liên quan với các ngõ
vào, ra, lệnh không làm việc trực tiếp với các cổng vào ra mà chỉ xử lý thông qua
thanh ghi ảnh của các ngõ vào ra trong vùng nhớ tham số. Riêng đối với các lệnh
I/O Immediate (ngay lập tức) thì hệ thống sẽ cho ngừng mọi công việc khác, ngay
cả chương trình xử lý ngắt để thực hiện ngay lập tức lệnh này (giá trị ngõ vào nạp
ngay vào thanh ghi ảnh hoặc xuất ngay giá trị trong thanh ghi ảnh đến ngõ ra)
không đợi đến thứ tự thực hiện của vòng quét.- Truyền thông nội bộ giữa các PLC
(Processing Any Communication Requests): thực hiện việc trao đổi thông tin giữa
các PLC trong mạng và xử lý các tín hiệu phản hồi.
Tự chuẩn đoán lỗi (Excicuting The CPU Self-Test Diagnostics): CPU tiến
hành kiểm tra bộ nhớ chương trình và trạng thái module mở rộng.
Xuất dữ liệu ra các ngõ ra (Writing To The Outputs): kết thúc mỗi vòng quét
CPU xuất các giá trị trong thanh ghi ảo ngõ ra đến ngõ ra. Khi CPU chuyển trạng
thái RUN đến STOP (bằng nút gạt trên PLC), các giá trị của các thanh ghi ảnh ngõ
ra sẽ được gán bằng các giá trị đã định nghĩa sẵn trong Output Table.
Về cơ bản hoạt động của một PLC cũng khá đơn giản. Đầu tiên, hệ thống các
cổng vào/ra (Input/Output) (còn gọi là các Module xuất/nhập) dùng để đưa các tín
hiệu từ các thiết bị ngoại vi vào CPU (như các Sensor, Contact, tín hiệu từ động cơ
…). Sau khi nhận được tín hiệu ở ngõ vào thì CPU sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều
khiển qua Module xuất ra các thiết bị được điều khiển.
Trong suốt quá trình hoạt động, CPU đọc hoặc quét (scan) dữ liệu hoặc trạng
thái của các thiết bị ngoại vi thông qua ngõ vào, sau đó thực hiện các chương trình

trong bộ nhớ như sau: một bộ đếm chương trình sẽ nhặt lệnh từ bộ nhớ chương trình
đưa ra thanh ghi lệnh để thi hành. Chương trình ở dạng STL (Statement List – Dạng
lệnh liệt kê) hay ở dạng LADDER (dạng hình thang) sẽ được dịch ra ngôn ngữ máy
cất trong bộ nhớ chương trình. Sau khi thực hiện xong chương trình, CPU sẽ gởi
hoặc cập nhật (update) tín hiệu tới các thiết bị, được điều khiển thông qua Module
xuất. Một chu kỳ gồm đọc tín hiệu ở ngõ vào, thực hiện chương trình và gởi cập
nhật tín hiệu ở ngõ ra được gọi là một chu kỳ quét (Scanning).
Dưới đây chỉ là mô tả hoạt động đơn giản của một PLC, với hoạt động này sẽ
giúp cho người thiết kế nắm được nguyên tắc của một PLC. Nhằm cụ thể hóa hoạt
động của một PLC.
V.PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH CHO CPU S7-200
S7-200 biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập
trình.Chương trình bao gồm một tập dãy các lệnh.S7-200 thực hiện chương trình bắt
đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lệnh lập trình cuối trong một vòng. Một
vòng như vậy được gọi là vòng quét (scan).
Một vòng quét (scan cycle) 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 theo S7-200 thực thi các nhiệm vụ bên
trong và nhiệm vụ truyền thông, sơ đồ hoạt động của một PLC là một vòng quét
(scan cycle) như sau :
Giai đoạn chuyển
dữ liệu ra ngoại vi
Giai đoạn nhập dữ
liệu từ ngoại vi
Giai đoạn truyền thông
nội bộ và tự kiểm tra
Giai đoạn thực
hiện chương trình
Một CPU S7-200 với phần mềm Step7-Micro/Win 3.2 cung cấp cho người sử
dụng 3 phương thức lập trình là dạng LAD,STL và FBD với thiết lập SIMATIC và
IEC 1131-3:

 Lập trình theo kiểu danh sách lệnh (statement list editor)
Định nghĩa về STL:
Phương pháp liệt kê lệnh (STL) là phương pháp thể hiện chương trình dưới
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.
Phương thức này biểu diễn chương trình điều khiển bằng các dòng lệnh liên
tiếp mỗi dòng lệnh là nội dung mà các thao tác mà các CPU phải tác động đến các
đối tượng lệnh (toán hạng). Nói chung, STL dành cho những người có kinh nghiệm
lập trình, đây là ngôn ngữ thuần tuý của CPU. Đối tượng lệnh bao gồm hai thành
phần, phần đầu tên và loại đối tượng lệnh, phần sau là tham số xác định cụ thể đối
tượng lệnh (địa chỉ đối tượng).
VD : IB5 (trong đó IB là loại đối tượng và 5 tham số).
Các đặc điểm chính cần biết khi chọn phương pháp lập trình dạng STL :
STL thích hợp cho các lập trình viên có kinh nghiệm.
STL có thể cho phép bạn giải quyết các vấn đề không thể thực hiện dễ dàng
bằng dạng LAD hay FBD.
Chỉ sử dụng được STL với thiết lập SIMATIC.
Trong khi luôn có thể sử dụng dạng STL để hiển thị một chương trình viết
bằng dạng LAD hay FBD,điều ngược lại thì không luôn đúng. Không thể luôn sử
dụng dạng LAD hay FBD để hiển thị một chương trình viết bằng dạng STL.
 Lập trình theo biểu đồ hình thang (ladder logic editor)
Định nghĩa về LAD:
LAD là một ngôn ngữ lập trình bằng đồ hoạ. Những thành phần cơ bản dùng
trong LAD tương ứng với các thành phần của bảng điều khiển bằng RƠLE.
Đây là phương thức lập trình bằng hình ảnh được sử dụng thông dụng bởi các
lập trình viên tại các nhà máy,xí nghiệp. Phương pháp này biểu thị chức năng điều
khiển bằng các ký hiệu sơ đồ mạch điện như tiếp điểm, cuộn dây v.v…Khi viết
chương trình dạng LAD ta tiến hành sắp xếp các khối hình thành một hệ thống
Logic (Network Logic) để có thể thực hiện yêu cầu đề ra. Chương trình được xử lý
một Network tại một thời điểm từ trái sang phải và từ trên xuống dưới, khi CPU xử

lý tới cuối chương trình nó lại thực hiện từ đầu chương trình. Các khối lệnh hình
ảnh có thể là các tiếp điểm,cuộn dây hoặc các khối hình hộp :
Các tiếp điểm (Contacks): là biểu tượng mô tả tiếp điểm của Rơle bao gồm
các tiếp điểm thường đóng và các tiếp điểm thường mở.
Các cuộn dây (Coils): là biểu tượng của Rơle được mắc theo chiều dòng điện
cung cấp cho Rơle.
Các khối hình hộp (Boxes): là biểu tượng mô tả các hàm khác nhau, nó làm
việc khi có dòng điện chạy đến hộp. Mỗi khối mô tả một chức năng khác nhau như
so sánh, Timer, Counter, các phép toán v.v…Các chức năng này được thực hiện khi
có dòng điện chạy cuộn dây và các hộp phải được mắc đúng chiều dòng điện.
Mạng LAD: là đường nối các phần tử thành một mạch hoàn 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 hoà hay là đường trở về nguồn cung cấp. Đường
nguồn bên phải thường không được thể hiện khi dùng chương trình tiện dụng
STEP7-Mcro/DOS hoặc STEP7-Mcro/WIN. Dòng điện chạy từ trái qua các tiếp
điểm đóng đến các cuộn dây hoặc các hộp trở về bên phải nguồn.
 Các đặc điểm chính cần biết khi chọn phương pháp lập trình dạng LAD :
Dạng LAD dễ dàng cho người bắt đầu sử dụng.
Vấn đề mô tả bằng đồ hoạ dễ dàng và được sử dụng phổ biến hơn.
Dạng LAD có thể sử dụng được cả hai thiết lập SIMATIC và IEC 1131-3.
Luôn sử dụng dạng STL để hiển thị chương trình viết bằng dạng LAD.
 Lập trình theo kiểu biểu đồ hình khối (Function Block Diagram) :
Step7_Mcro/Win 3.2 cho phép tạo các lệnh như các hộp Logic giống với các
biểu đồ cổng chung. Trong FBD không có công tắc (contact) và cuộn dây (Coils)
như dạng LAD nhưng có các lệnh tương đương xuất hiện như các hộp lệnh.Logic
của chương trình nhận được từ sự liên kết giữa các hộp lệnh, ví dụ đầu ra từ một
lệnh (như hộp lệnh END) có thể sử dụng làm điều kiện cho một lệnh khác (như
Timer) để tạo sự điều khiển hợp lý. Khái niệm liên kết cho phép giải quyết một
trạng thái rộng của vấn đề logic.
 Các đặc điểm chính cần biết khi chọn phương pháp lập trình dạng FBD :

Dạng đồ hoạ logic bằng cổng thích hợp để theo dõi chương trình.
Dạng FBD có thể sử dụng được cả hai thiết lập SIMATIC và IEC 1131-3.
Luôn sử dụng dạng STL để hiển thị chương trình viết bằng dạng FBD.
Phương pháp lập trình theo kiểu danh sách lệnh (STL) sử dụng vùng ngăn xếp
Logic (Stack Logic) của CPU để giải quyết các thao tác Logic. Để tạo ra một
chương trình dạng STL, người lập trình cần phải hiểu rõ phương thức sử dụng bit
ngăn xếp logic của S7-200. Ngăn xếp Logic là một hệ thống gồm 9 bit xếp chồng
lên nhau, các thuật toán liên quan đến ngăn xếp Logic đều chỉ làm việc với bit đầu
tiên hoặc với bit thứ hai của ngăn xếp. Giá trị logic mới đều có thể được gửi (hoặc
được nối thêm) vào ngăn xếp. Khi có yêu cầu phối hợp hai bit đầu tiên của ngăn xếp
thì ngăn xếp sẽ được kéo lên 1 bit, các dạng LAD và FBD tự động chèn các lệnh
vào toán hạng Stack, trong STL phải thực hiện chèn vào vùng Stack bằng các lệnh.
 Vùng Stack của CPU S7-200 :
Định nghĩa về ngăn xếp logic (logic stack) :
Bit của Logic Stack :
S0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8

Stack 0: bit thứ nhất hay ngăn trên cùng của Stack.
Stack 1: ngăn thứ hai của Stack.
Stack 2: ngăn thứ ba của Stack.
Stack 3: ngăn thứ tư của Stack.
Stack 4: ngăn thứ năm của Stack.
Stack 5: ngăn thứ sáu của Stack.
Stack 6: ngăn thứ bảy của Stack.
Stack 7: ngăn thứ tám của Stack.
Stack 8: ngăn thứ chín của Stack.
VI.TẬP LỆNH S7-200
1. Các lệnh vào ra của chương trình
Dạng lệnh Mô tả chức năng lệnh
LAD
Tiếp điểm thường đóng sẽ đóng khi có giá trị logic bit
bằng 0, và sẽ mở khi có giá trị logic bằng 1
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, T, C, V(n)
LAD
Tiếp điểm thường hở sẽ được đóng nếu giá trị logic bằng
1 và sẽ hở nếu giá trị logic bằng 0
LAD
Tiếp điểm thường hở sẽ đóng tức thời khi giá trị bit bằng
1 và sẽ mở tức thời nếu giá trị logic bằng 0.
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, CT, V(n)
LAD
Tiếp điểm thường đóng sẽ mở tức thời khi giá trị logic
bằng 1 và ngược lại
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, CT, V(n)
LAD
Tiếp điểm đảo trạng thái của dòng cung cấp. Nếu dòng
cung cấp có tiếp điểm đảo thì nó ngắt mạch, và ngược lại.

LAD
Lệnh nhận biết trạng thái chuyển từ 0 lên 1 trong một chu
kì quét. Khi chuyển từ 0 lên 1 thì sẽ cho thông mạch.
LAD
Lệnh nhận biết sự chuyển trạng thái từ 1 xuống 0 trong
một chu kì quét. Khi chuyển từ 1 xuống 0 thì thông mạch
LAD
Cuộn dây ở đầu ra sẽ được kích thích khi có dòng điều
khiển đi ra
LAD
Cuộn dây ở đầu ra được kích thích tức thời khi có dòng
điều khiển đi qua
LAD
Dùng để đóng một mảng gồm n tiếp điểm kể từ giá trị ban
đầu bit
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, T, C, V, IB, QB, MB, SMB,
VB, AC, *VD, *AC, Const
LAD
Dùng để ngắt một mảng gồm n tiếp điểm kể từ giá trị ban
đầu bit
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, T, C, V, IB, QB, MB, SMB,
VB, AC, *VD, *AC, Const
LAD
Ghi tức thời giá trị logic vào một mảng gồm n bit kể từ
giá trị ban đầu bit
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, T, C, V(Bit), IB, QB, MB,
SMB, VB, AC, *VD, *AC, Const
LAD
Xóa một mảng tức thời gồm n bit kể từ địa chỉ bit. Nếu bit
chỉ vào Timer hoặc Counter thì lệnh sẽ xóa bit đầu ra của
Timer/Counter
Toán hạng: Bit: I, Q, M, SM, T, C, V(Bit), IB, QB, MB,
SMB, VB, AC, *VD, *AC, Const

LAD
Lệnh này không có hiệu lực trong chương trình. Toán
hạng: N là một số từ 0 đến 255
2. Các lệnh dùng để so sánh hai tiếp điểm
LAD
Lệnh so sánh bằng sẽ làm cho tiếp điểm đóng khi IN1
bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Byte)
Toán hạng: IN1, IN2: VB, IB, QB, MB, SMB, AC, Const,
*VD, *AC
LAD
Lệnh so sánh bằng sẽ làm cho tiếp điểm đóng khi IN1
bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Word) và ngược lại
Toán hạng: IN1, IN2: VW, IW, MW, SMW, AC, Const,
T, C, AIW, *VD, *AC
LAD
Lệnh so sánh bằng làm cho tiếp điểm đóng khi IN1 bằng
IN2 (IN1, IN2 kiểu Double Word) và ngược lại
Toán hạng: IN1, IN2: VD, ID, MD, SMD, AC, Const,
HC, *VD, *AC
LAD
Lệnh so sánh bằng làm tiếp điểm đóng khi IN1 bằng IN2
(IN1,IN2 kiểu Real số thực) và ngược lại
Toán hạng: IN1, IN2: VD, ID, QD, MD, SMD, AC, HC,
*AC Const, *VD
LAD
Lệnh so sánh lớn hơn hoặc bằng sẽ làm cho tiếp điểm
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Byte)
*VD, *AC

LAD
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Word)
T, C, AIW, *VD, *AC
LAD
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1,IN2 kiểu Dword)
HC, *VD, *AC
LAD
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Real)
*AC Constant, *VD
LAD
Lệnh so sánh nhỏ hơn hoặc bằng sẽ làm cho tiếp điểm
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Byte)
*VD, *AC
LAD
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Word)
T, C, AIW, *VD, *AC
LAD
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Dword)
HC, *VD, *AC

LAD
đóng khi IN1 bằng IN2 (IN1, IN2 kiểu Real)
*AC Constant, *VD,
3. Các lệnh dịch chuyển nội dung ô nhớ
LAD
Sao chép nội dung của byte IN sang OUT
Toán hạng: IN: VB, IB, QB, MB, SMB, SB, AC, Cons,
*VD, *AC
OUT: VB, IB, QB, MB, SMB, SB, AC, *VD, *AC
LAD
Sao chép nội dung của Word IN sang OUT
Toán hạng: IN: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, SW
AC, AIW, Const, *VD, *AC
OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, SW, AC, AQW,
*VD, *AC
LAD
Sao chép nội dung của Dword(Double Word) IN sang
OUT
IN: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, HC, HC, *VD, *AC,
&VB, &IB, &QB, &MB, &T, &C, &SB, Const
OUT: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, AC, *VD, *AC
LAD
Sao chép nội dung của Real (số thực) IN sang OUT
Toán hạng: IN: VD, ID, QD, MD, SD, SMD, AC, Const,
*VD, *AC
OUT: VD, ID, QD, MD, SMD, SD, AC, *VD, *AC

4. Các lệnh số học và tăng giảm
LAD
Lệnh cộng hai số nguyên 16 bit IN1 và IN2 kết quả là một
số nguyên OUT 16 bit. Trong STL thì kết quả ghi vào
IN1
Toán hạng: IN1, IN2: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW,
SW, AC, AIW, Constan, *VD, *AC
OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, SW, AC, *VD,
*AC
LAD
Lệnh cộng hai số nguyên 32 bit IN1 và IN2 kết quả là một
IN1
Toán hạng: IN1, IN2: VD, ID, QD, MD, SMD, SD, AC,
HC, Constant, *VD, *AC
LAD
Lệnh cộng hai số thực 32 bit IN1 và IN2 kết quả là một số
thực OUT 32 bit. Trong STL thì kết quả ghi vào IN1
Toán hạng:IN1, IN2: VD, ID, QD, MD, SMD, SD, AC,
Constant, *VD, *AC

LAD
Lệnh trừ hai số nguyên 16 bit IN1 và IN2 kết quả là một
IN1
SW, AC,AIW, Const, *VD, *AC
OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, SW, AC, *VD,
*AC
LAD
Lệnh trừ hai số nguyên 32 bit IN1 và IN2 kết quả là một
IN1
HC, Constant, *VD, *AC
LAD
Lệnh trừ hai số thực 32 bit IN1 và IN2 kết quả là một số
thực OUT 32 bit. Trong STL thì kết quả ghi vào IN1
Const, *VD, *AC
LAD
Lệnh thực hiện phép nhân giữa hai số nguyên 16 Bit IN1
và IN2 và cho kết quả 32 Bit ghi vào từ kép 32 bit OUT,
còn trong STL thì ghi vào IN2
SW, AC, AIW, Const, *VD, *AC

LAD
Lệnh thực hiện phép nhân giữa hai số thực 32 bit IN1 và
IN2 và cho là số thực 32 Bit ghi vào từ kép OUT, còn
trong STL thì ghi vào IN2
Toán hạng: IN1, IN2: VD,ID, QD, MD,SMD, SD, AC,
Const, *VD, *AC
LAD
Lệnh thực hiện phép chia giữa hai số nguyên 16 bit IN1
và IN2 và cho kết quả là số thực 32 bit ghi vào từ kép
OUT, còn trong STL thì ghi vào IN2
SW, AC, AIW, Constant, *VD, *AC
LAD
Lệnh thực hiện phép nhân giữa hai số thực 32 bit IN1 và
IN2 và cho kết quả là số thực ghi vào từ kép 32 bit OUT,
trong STL thì ghi vào IN2
Const, *VD, *AC
5. Giới thiệu về Timer và các lệnh điều khiển Timer
Timer là bộ tạo thời gian trễ giữa tín hiệu vào và tín hiệu ra nên trong điều
khiển thường được gọi là khâu trễ. S7-200 từ CPU 214 trở lên có 128 Timer được
chia làm hai loại khác nhau đó là :
 Timer tạo thời gian trễ không có nhớ có nghỉa là khi tín hiệu logic vào IN ở
mức không thì Timer sẽ bị Reset. Timer Txx này có thể Reset bằng hai cách đó là

cho tín hiệu logic vào bằng không hoặc dùng lệnh R Txx (trong STL) để Reset lại
timer Txx. Timer này được dùng để tạo thời gian trễ trong một thời gian liên tục ký
hiệu là TON
 Timer tạo thời gian trễ có nhớ có nghĩa là khi tín hiệu logic vào IN ở mức
không thì Timer này không chạy nữa nhưng khi tín hiệu lên mức cao lại thì Timer
lại tiếp tục chạy tiếp. Timer Txx này có thể Reset bằng cách dùng lệnh R Txx
(trong STL) để Reset lại timer Txx. Timer này được dùng để tạo thời gian trễ trong
một thời gian gián đoạn (trong nhiều khoảng thời gian khác nhau) kí hiệu là TONR
Cả hai loại Timer trên đều chạy đến giá trị đặt trước PT thì nó sẽ tự dừng lại
nếu muốn cho nó hoạt động lại thì ta phải Reset Timer lại.
Timer có những tính chất cơ bản sau :
 Các bộ Timer điều được điều khiển bởi một cổng vào và một giá trị đếm tức
thời. Giá trị đếm tức thời được lưu trong một thanh ghi 2 Byte ( gọi là Tword) của
Timer xác định khoảng thời gian trễ được kích. Giá trị đếm tức thời của Timer luôn
luôn được so sánh với giá trị PT đặt trước.
 Ngoài thanh ghi 2 byte T-word lưu giá trị tức thời còn có một bit kí hiệu T-bit
chỉ thị trạng thgái logci đầu ra giá trị logic này phụ thuộc vào kết quả so sánh giá trị
đếm tức thời với giá trị đặt trước. Khi giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị
đặt trước thì T-bit sẽ có giá trị logic bằng 1 ngược lại T-bit sẽ có giá trị logic bằng
không.
 Time có 3 độ phân giải đó là 1ms 10ms và 100ms và phân bố của các Timer
trong CPU214 như sau :
Lệnh Độ phân giải Giá trị cực đại Tên Timer
TON
1 ms 32767 T32;T96
10 ms 32767 T33T36;T97T100
100 ms 32767 T37T63;T101T127
1 ms 32767 T0;T64

TONR
10 ms 32767 T1T4; T65T68
100 ms 32767 T5T31; T69T95
 Các lệnh điều khiển Timer
LAD
Khai báo Timer số hiệu xxx kiểu TON để tạo thời
gian trễ tính từ khi giá trị đầu vào IN được kích.
Nếu giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng giá trị
đặt trước thì T-bit bằng 1.
Txxx: CPU214: 32-63, 96-127
PT:VW,T,C,IW,QW,MW,SMW,SW,AC,AIW,
Const, *VD, *AC.
LAD
Khai báo Timer số hiệu xxx kiểu TONR để tạo
thời gian trễ tính từ khi giá trị đầu vào IN được
kích. Nếu giá trị đếm tức thời lớn hơn hoặc bằng
giá trị đặt trước thì T-bit bằng 1
Txxx :CPU 214: 0-31, 64-95
PT:VW,T,C,IW, QW,MW,SMW, SW,AC,AIW,
Const, *VD, *AC.
6. Ngắt và xử lý ngắt
Các chế độ ngắt và xử lý ngắt cho phép thực hiện các quá trình tốc độ cao,
phản ứng kịp thời với các sự kiện ở bên tron và bên ngoài.
Nguyên tắc cơ bản của một chế độ ngắt cũng giống như thực hiện lệnh gọi
một chương trình con, sự khác nhau ở đây là chương trình con được gọi chủ động
bằng lệnh CALL, còn chương trình xử lý ngắt được gọi bị động bằng một tín hiệu
báo ngắt. Khi có một tín hiệu báo ngắt, hệ thống sẽ tổ chức gọi và thực hiện chương

trình con tương ứng với tín hiệu ngắt đó, hay nói cách khác là hệ thống sẽ tổ chức
xử lý tín hiệu ngắt đó. Chương trình con này được gọi là chương trình xử lý ngắt.
Do việc gọi chương trình xử lý ngắt bằng một tín hiệu báo ngắt mà thời điểm
xuất hiện tín hiệu báo ngắt hoàn toàn bị động, bởi vậy hệ thống sẽ phải hổ trợ thêm
cho công việc xử lý ngắt như: cất giữ nội dung ngăn xếp, nội dung thanh ghi AC và
các bit nhớ đặc biệt; tổ chức xếp hàng ưu tiên cho các tín hiệu báo ngắt trong trường
hợp chúng chưa kịp được xử lý
Trong CPU 224 có các kiểu tín hiệu báo ngắt sau đây:
 Tám ngắt vào ra theo sườn lên hoặc theo sườn xuống của các cổng I0.0 đến I0.3
 Hai ngắt thời gian.
 Hai ngắt truyền thông nối tiếp (nhận và truyền)
 Bảy ngắt bộ đếm tốc độ cao (CV=PV trển HSC0 và thay đổi hướng, xóa ngoài,
và CV=PV trên HSC1 và HSC2).
 Hai ngắt đầu ra truyền xung là PT00 và PT01.
Khi có tín hiệu ngắt, giá trị cũ của ngăn xếp được cất đi, đỉnh của ngăn xếp
nhận giá trị logic mới là 1 còn các bit khác của ngăn xếp nhận giá trị logic 0. Bởi
vậy, khi vào đầu một chương trình xử lý ngắt, lệnh có điều kiện sẽ trở thành lệnh
không điều kiện.
Ngoài ra, để có thể tiếp tục thực hiện được chương trình sau ngắt, không
những nội dung của ngăn xếp mà cả nội dung của các thanh ghi AC cùng với các bit
nhớ trạng thái đặc biệt SM của thanh ghi và của các phép tính cũng sẽ được hệ
thống cất giữ trước khi thực hiện chương trình xử lý ngắt và được nạp lại ngay sau
khi kết thúc chương trình xử lý ngắt.
Các kiểu tín hiệu báo ngắt khác nhau của CPU 224 được trình bày trong bảng sau:
Sự kiện Mô tả ngắt CPU 224
0 Ngắt theo sườn lên I0.0 Y
1 Ngắt theo sườn xuống I0.0 Y

8 Ngắt để nhận dữ liệu truyền thông (Port 0) Y
9 Ngắt để báo hoàn tất việc giử dữ liệu truyền thông Y
10 Ngắt theo thời gian 0 Y
11 Ngắt theo thời gian 1 Y
12 Ngắt theo HSC0, khi CV=PV Y
14 Ngắt theo HSC1, khi có tín hiệu báo đổi hướng đếm từ
bên ngoài
Y
15 Ngắt theo HSC1, khi có tín hiệu reset từ bên ngoài Y
17 Ngắt theo HSC2, khi có tín hiệu báo đổi hướng đếm từ
bên ngoài
Y
18 Ngắt theo HSC2, khi có tín hiệu reset từ bên ngoài Y
19 Ngắt theo PLS0, báo hoàn tất việc đếm xung Y
20 Ngắt theo PLS1, báo hoàn tất việc đếm xung Y
21 Ngắt theo Timer T32 (CT=PT) Y
22 Ngắt theo Timer T96 (CT=PT) Y
23 Ngắt khi hoàn tất việc nhận dữ liệu (Port 0) Y
 Thứ tự ưu tiên của các kiểu ngắt
 Nhóm ngắt truyền thông - Độ ưu tiên cao nhất.
 Nhóm ngắt vào/ra (kể cả HSC và các đầu ra truyền xung).
 Nhóm các tín hiệu báo ngắt thời gian - Độ ưu tiên thấp nhất.
Tại một thời điểm, nhiều nhất chỉ có một chương trình xử lý ngắt được thực
hiện. Khi đang thực hiện một chương trình xử lý ngắt thì tất cả tín hiệu báo ngắt
khác phải chờ tới khi hoàn tất chương trình xử lý ngắt đang thực hiện.
 Khai báo và hủy một chế độ ngắt
 Lệnh cho phép ngắt (Enable interrupt)

Lệnh cho phép ngắt là lệnh toàn cục cho phép xử lý các ngắt đã được khai báo.
 Lệnh khai báo ngắt (Attach interrupt) và loại bỏ ngắt (Detach interrupt)
Lệnh ATCH gắn một sự kiện ngắt EVNT với 1 thủ tục xử lý ngắt INT, đồng
thời cho phép xử lý ngắt đó. Lệnh DTCH có tác dụng ngược lại.
 Các cú pháp sử dụng lệnh ngắt
LAD
Khai báo sử dụng một chế độ ngắt với kiểu được
xác định bởi toán hạng Event. Chương trình xử lí
ngắt tương ứng được xác định bởi Int. sau khi khai
báo chế độ ngắt cũng được kích theo
INT: CPU 214: 0-127
EVENT: CPU 214: 0-20
LAD
Lệnh này dùng để hủy bỏ một chế độ ngắt mà kiểu
của nó được xác định bởi toán hạng Event
EVENT: CPU 214: 0-20
LAD
Lệnh này dùng để khai báo một chương trình xử lí
ngắt, nhãn xác định bởi n
CPU 214 0-127
LAD
Lệnh khai báo chế độ toàn cục ngắt hoặc kích hoạt
tất cả các chế độ ngắt đã bị hủy bởi lệnh DISI,đặt
sau ATCH
LAD
Lệnh hủy bỏ toàn bộ chế độ ngắt đã khai báo sử
dụng trước đó, lệnh chỉ có tác dụng với các tín
hiệu báo ngắt lên, nhưng các ngắt vẫn nằm trong
hàng chơ

LAD
Lệnh kết thúc chương trình xử lý ngắt không điều
kiện và bao giờ cũng nằm cuối chương trình xử lý
ngắt
7. Các lệnh điều khiển Counter
Counter là bộ đếm hiện chức năng sườn xung trong S7-200 các bộ đếm của
S7-200 được chia làm hai loại bộ đếm tiến (CTU) và bộ đếm tiến và lùi (CTUD)
Bộ đếm tiến CTU đếm số sườn lên của tín hiệu logic đầu vào tức là đếm số
lần thay đổi trạng thái logic từ 0 lên 1 của tín hiệu số sườn xung đếm được ghi vào
thanh ghi 2 byte của bộ đếm gọi là thanh ghi C-WORD
Nội dung của C-Word gọi là giá trị đến tức thời của bộ đếm luôn được so
sánh với giá trị đếm tức thời bằng hoặc lớn hơn giá trị đặt này thì bộ đếm báo ra
ngoài bằng cách đặt giá trị logic 1 vào một bit đặc biệt của nó được gọi là C bit
trường hợp giá trị đặc trước C bit có giá trị logic là 0
Các bộ counter đều có chân nối với tín hiệu điều khiển xóa để thực hiện việc
đặt lại chế độ khởi phát ban đầu (Reset) cho bộ đếm được ký hiệu bằng chữ R trong
LAD hay được quy định trạng thái logic của bit bắt đầu tiên của ngăn xếp trong
STL bộ đếm được reset khi tín hiệu bị xóa này có mức logic 1 hoặc khi lệnh R
(reset) thực hiện với Cbit. Khi bộ đếm được reset cả CWORD và Cbit đều nhận giá
trị 0
Bộ đếm CTUD đếm tiến khi gặp sườn lên của xung vào cổng đếm tiến ký
hiệu là CU trong LAD hoặc bit thứ 3 của ngăn xếp trong STL và đếm lùi khi gặp
sườn lên của xung vào cổng đếm lùi được ký hiệu là CD trong LAD hoặc bit thứ 2
của ngăn xếp trong STL
 Khi đầu vào logic của chân xóa ký hiệu bằng R trong LAD hoặc bit thứ nhất
của ngăn xếp trong STL có giá trị logic là 1 hoặc bằng lệnh reset với C bit của bộ
đếm.
 CTUD có giá trị đếm tức thời đúng bằng giá trị đang đếm và được lưu trong
thanh ghi 2byte C-Word của bộ đếm. Giá trị đếm tức thời luôn được so sánh với giá
trị đặt trước PV của bộ đếm

Nếu giá trị đếm tức thời lớn hơn bằng giá trị đặt trước thì Cbit có giá trị logic
bằng 1 còn các trường hợp khác giá trị logic bằng 0
Bộ đếm tiến CTU có miền giá trị đến tức thời từ 0 ( 32.767
Bộ đếm tiến lùi CTUD có miền giá trị đến tức thời từ là –32,768 ( 32.768
 Lệnh khai báo sử dụng Bộ đếm trong LAD như sau :
LAD STL Toán hạng
CTU Cxx PV
Cxx CPU 214 0  47
80  127
PV: VW, T, C, IW,
QW(Word), MW, SMW, AC,
AIW
CTUD Cxx PV
Cxx CPU 214 48  79
PV: VW, T, C, IW,
QW(Word), MW, SMW, AC,
AIW, Hằng số
CTU CXX
CU
PV
CTUD CXX
CU
CD
PV
8. Các lệnh truyền thông
Sử dụng các lệnh truyền thông để trao đổi dữ liệu giữa PLC và máy tính cũng như
các thiết bị lập trình hay thiết bị hiển thị.
Dạng lệnh Mô tả chức năng
LAD
Truyền một chuổi byte dữ liệu từ bảng table
với chiều dài nằm trong byte đầu của bảng,
ra port
Toán hạng: TBL : IB,MB,VB,SB,QB, *VD
PORT: 0 ,1

LAD
Nhận một chuổi byte dữ liệu từ vào bảng
table ở port
Toán hạng: TBL: IB,MB,VB,SB,QB,*VD
PORT: 0 ,1
9. Lệnh nhảy và lệnh gọi chương trình con
Các lệnh của chương trình, nếu không có những lệnh điều khiển riêng, sẽ
được thực hiện theo thứ tự từ trên xuống dưới trong một vòng quét. Lệnh điều khiển
chương trình cho phép thay đổi thứ tự thực hiện lệnh. Chúng cho phép chuyển thứ
tự thực hiện, đáng lẽ ra là lệnh tiếp theo, tới một lệnh bất cứ nào khác của chương
trình, trong đó nơi điều khiển chuyển đến được đánh dấu trước bằng một nhãn chỉ
đích. Thuộc nhóm lệnh điều khiển chương trình gồm: lệnh nhảy, lệnh gïọi chương
trình con. Nhãn chỉ đích, hay gọi đơn giản là nhãn, phải được đánh dấu trước khi
thực hiện nhảy hay lệnh gọi chương trình con.
Việc đặt nhãn cho lệnh nhảy phải nằm trong chương trình. Nhãn của chương
trình con, hoặc của chương trình xử lý ngắt được khai báo ở đầu chương trình.
Lệnh gọi chương trình con là lệnh chuyển điều khiển đến chương trình con.
Khi chương trình con thực hiện các phép tính của mình thì việc điều khiển lại được
chuyển trở về lệnh tiếp theo trong chương trình chính ngay sau lệnh gọi chương
trình con. Từ một chương trình con có thể gọi được một chương trình con khác
trong nó, có thể gọi như vậy nhiều nhất là 8 lần trong S7 – 200. Đệ qui (trong một
chương trình con có lệnh gọi đến chính nó) về nguyên tắc không bị cấm song phải
chú ý đến giới hạn trên.
Nếu lệnh nhảy hay lệnh gọi chương trình con được thực hiện thì đỉnh ngăn
xếp luôn có giá trị logic bằng 1. Bởi vậy trong chương trình con các lệnh có điều
khiển được thực hiện như các lệnh không điều kiện. Sau các lệnh LBL (đặt nhãn) và
SBR, lệnh LD trong STL sẽ bị vô hiệu hóa.
Khi một chương trình con được gọi, toàn bộ nội dung của ngăn xếp sẽ được
cất đi, đỉnh của ngăn xếp nhận một giá trị mới là 1, các bit khác còn lại của ngăn
xếp nhận giá trị logic 0 và chương trình được chuyển tiếp đến chương trình con đã

được gọi. Khi thực hiện xong chương trình con và trước khi điều khiển được
chuyển trở lại chương trình đã gọi nó, nội dung ngăn xếp đã được cất giữ trước đó
sẽ được chuyển trở lại ngăn xếp.
Nội dung của thanh ghi AC không được cất giữ khi gọi chương trình con,
nhưng khi một chương trình xử lý ngắt được gọi, nội dung của thanh ghi AC sẽ
được cất giữ trước khi thực hiện chương trình xử lý ngắt và nạp lại khi chương trình
xử lý ngắt đã được thực hiện xong. Bởi vậy chương trình xử lý ngắt có thể tự do sử
dụng bốn thanh ghi AC của S7 – 200.
JMP, CALL
 LBL, SBR : Lệnh nhảy JMP và lệnh gọi chương trình con SBR cho phép
chuyển điều khiển từ vị trí này đến một vị trí khác trong chương trình. Cú pháp lệnh
nhảy và lệnh gọi chương trình con trong LAD và STL đều có toán hạng là nhãn chỉ
đích (nơi nhảy đến, nơi chứa chương trình con)
LAD STL Mô tả Toán hạng
n
─( JMP)
JMP Kn
Lệnh nhảy thực hiện việc chuyển
điều khiển đến nhãn n trong một
chương trình.
n:
CPU 212: 0÷63
CPU 214: 0÷255
JMP Kn
Lệnh khai báo nhãn n trong một
chương trình.
LBL: n
n
─( CALL)
CALL Kn
Lệnh gọi chương trình con, thực
hiện phép chuyển điều khiển đến
chương trình con có nhãn n.
n:
CPU 212: 0÷15
CPU 214: 0÷255
SBR Kn Lệnh gán nhãn cho một chương
trình con.
SBR:n
─( CRET)
CRET
Lệnh trở về chương trình đã gọi
chương trình con có điều kiện (bit
đầu của ngăn xếp có giá trị logic
bằng 1)
Không có

─( RET)
RET
Lệnh trở về chương trình đã gọi
chương trình con không điều kiện.
VII. SO SÁNH PLC VỚI CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÁC
 PLC với hệ thống điều khiển bằng Relay
Việc phát triển hệ thống điều khiển bằng lập trình đã dần dần thay thế từng
bước điều khiển hệ thống bằng Relay trong các quá trình sản xuất. Khi thiết kế một
hệ thống điều khiển hiện đại, người kỹ sư phải cân nhắc, lựa chọn các hệ thống, hệ
thống điều khiển lập trình thường được sử dụng thay cho hệ thống điều khiển bằng
Relay do các nguyên nhân sau :
 Thay đổi trình tự điều khiển một cách linh động.
 Có độ tin cậy cao.
 Khoảng không lắp đặt thiết bị nhỏ, không chiếm diện tích.
 Có khả năng đưa tín hiệu điều khiển ở ngõ ra cao.
 Sự chọn lựa dữ liệu một cách thuận lợi, dễ dàng.
 Dễ dàng thay đổi cấu hình (hệ thống máy móc sản xuất) trong tương lai khi
có nhu cầu mở rộng sản xuất.
Đặc trưng cho hệ thống điều khiển chương trình là phù hợp với những nhu cầu
đã nêu trên, đồng thời về mặt kinh tế và thời gian thì hệ thống điều khiển lập trình
cũng vượt trội hơn hệ thống điều khiển cổ điển (Relay, Contactor,…). Hệ thống
điều khiển này cũng phù hợp với sự mở rộng hệ thống trong tương lai do không
phải đổi, bỏ hệ thống dây nối giữa hệ thống điều khiển và các thiết bị, mà chỉ đơn
giản là thay đổi chương trình cho phù hợp với điều kiện sản xuất mới.
 PLC với máy tính
Cấu trúc giữa máy tính với PLC đều dựa trên bộ vi xử lý (CPU) để xử lý dữ
liệu. Tuy nhiên có một vài cấu trúc quan trọng cần phân biệt để thấy rõ sự khác biệt
giữa một PLC và một máy tính :
 Không như máy tính, PLC được thiết kế đặc biệt để hoạt động trong môi
trường công nghiệp. Một PLC có thể được lắp đặt ở những nơi có độ nhiễu diện cao

(Electrical Noise), vùng có từ truờng mạnh, có các chấn động cơ khí, nhiệt độ môi
trường cao …
 Điều quan trọng thứ hai đó là: một PLC được thiết kế với phần cứng và phần
mềm sao cho dễ lắp đặt (đối với phần cứng) đồng thời về mặt chương trình cũng
phải dễ dàng để người sử dụng (kỹ sư, kỹ thuật viên) thao tác lập trình một cách
nhanh chóng, thuận lợi (ví dụ: lập trình bằng ngôn ngữ hình thang… ).
 PLC với máy tính cá nhân PC (Personal Computer):
Đối với một PC, người lập trình dễ nhận thấy được sự khác biệt giữa PC với
PLC, sự khác biệt có thể biết được như sau:
 Máy tính không có các cổng giao tiếp trực tiếp với các thiết bị điều khiển,
đồng thời máy tính cũng hoạt động không tốt trong môi trường công nghiệp.
 Ngôn ngữ lập trình trên máy tính không phải là dạng hình thang, máy tính
ngoài việc sử dụng các phần mềm chuyên biệt cho PLC, còn phải thông qua việc sử
dụng các phần mềm khác, làm "chậm" đi quá trình giao tiếp với các thiết bị được
điều khiển.
Tuy nhiên qua máy tính, PLC có thể dễ dàng kết nối với các hệ thống khác,
cũng như PLC có thể sử dụng bộ nhớ (có dung lượng rất lớn) của máy tính làm bộ
nhớ của PLC.
VIII. LỢI ÍCH CỦA VIỆC SỬ DỤNG PLC
Cùng với sự phát triển của phần cứng và phần mềm, PLC ngày càng tăng được
các tính năng cũng như lợi ích của PLC trong hoạt động công nghiệp. Kích thước
của PLC hiện nay được thu nhỏ lại để bộ nhớ và số lượng I/O càng nhiều hơn, các
ứng dụng của PLC càng mạnh hơn giúp người sử dụng giải quyết được nhiều vấn đề
phức tạp trong điều khiển hệ thống.
Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống diều khiển chỉ cần lắp dặt một lần (đối
với sơ đồ hệ thống, các đường nối dây, các tín hiệu ở ngõ vào/ra …), mà không phải
thay đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải thay đổi lắp
đặt khi đổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống điều khiển Relay), khả năng chuyển
đổi hệ điều khiển cao hơn (như giao tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu điều khiển
lẫn nhau), hệ thống được điều khiển linh hoạt hơn.

Không như các hệ thống cũ, PLC có thể dễ dàng lắp đặt do chiếm một khoảng
không gian nhỏ hơn nhưng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống khác. Điều
này càng tỏ ra thuận lợi hơn đối với các hệ thống điều khiển lớn, phức tạp, và quá
trình lắp đặt hệ thống PLC ít tốn thời gian hơn các hệ thống khác.
Cuối cùng là người sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC
nhờ giao diện qua màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận biết
các hỏng hóc (trouble shoding) của hệ thống và báo cho người sử dụng), điều này
làm cho việc sửa chữa thuận lợi hơn.
IX. MỘT VÀI LĨNH VỰC TIÊU BIỂU ỨNG DỤNG PLC
Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả
trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn
giản, chỉ có chức năng đóng/mở (ON/OFF) thông thường đến các úng dụng cho các
lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá
trình sản xuất. Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện nay bao gồm:
 Hóa học và dầu khí: Định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống ống
dẫn, cân đong trong ngành hóa …
 Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hóa trong chế tạo máy, cân đong, quá
trình lắp đặt máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại,… -Bột giấy, giấy, xử lý giấy :
điều khiển máy băm, quá trình ủ bột, quá trình cán, gia nhiệt, …
 Thủy tinh và phim ảnh: quá trình đóng gói, thử nghiệm vật liệu, cân đong,
các khâu hoàn tất sản phẩm, đo cắt giấy, …
 Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: đếm sản phẩm, kiểm tra sản phẩm, kiểm soát
quá trình sản xuất, bơm (bia, nước trái cây, …), cân đong, đóng gói, hòa trộn, …
 Kim loại: điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), quy trình sản xuất, kiểm tra
chất lượng.
 Năng lượng: điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý trong các
turbin, …), các trạm cần hoạt động tuần tự khai thác vật liệu một cách tự động
(than, gỗ, dầu mỏ, …).
X. ỨNG DỤNG PLC VÀO CÁC QUY TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Tự động hoá là một trong những yêu cầu căn bản của một nền công nghiệp
phát triển, đối với tự động hoá các quy trình điều khiển sẽ chính xác hơn, các sản
phẩm làm ra sẽ có chất lượng đồng nhất hơn và quan trọng nhất là do tiết kiệm được
chi phí nhân công và tiêu hao vật tư nên các sản phẩm này sẽ có giá thành rẽ hơn
các sản phẩm cùng loại sản xuất bằng tay.
Tự động hoá giải phóng người lao động khỏi những công việc nặng nhọc và
nguy hiểm, tạo điều kiện cho họ có nhiều thời gian hơn để nghiên cứu và cải tiến
các quy trình tự động hoá ngày càng tốt hơn.
Ngày nay, với sự phát triển của xã hội,nhu cầu về cuộc sống ngày càng cao,
tự động hoá không chỉ là ứng dụng trong công nghiệp mà xuất hiện ở khắp mọi nơi,
phục vụ cho mọi nhu cầu dân dụng của cuộc sống.
Trong giai đoạn ban đầu (khoảng cách giữa những thập niên 50 của thế kỷ 20) trong
các quy trình sản xuất của các ngành công nghiệp, một hệ thống điều khiển tự động
là tổ hợp phức tạp của các Rơle điện cơ. Tuy nhiên, các hệ thống có một số nhược
điểm :
 Kích thước quá lớn và quá phức tạp đối với các hệ thống lớn, khó kiểm soát,
thời gian lắp đặt lâu.
 Khi hoạt động xuất hiện hiện tượng hao mòn các tiếp điểm đóng ngắt nên
yêu cầu bảo dưỡng thường xuyên, do đó, tuổi thọ thiết bị thấp.
 Hệ thống điều khiển Rơle là một hệ thống điều khiển theo quy trình cứng có
chức năng cố định, khi có yêu cầu thay đổi bất kỳ về quy trình hoạt động thì chỉ
thực hiện bằng cách nối lại hệ thống dây dẫn hoặc thay đổi thành hệ thống.

Phần III: Truyền thông sử dụng điều khiển FREEPORT Luận văn tốt nghiêp
PHẦN III
TRUYỀN THÔNG SỬ DỤNG ĐIỀU KHIỂN FREEPORT
I.GIỚI THIỆU
Chế độ Freeport được sử dụng để điều khiển cổng truyền thông của CPU S7-
200 thông qua chương trình của người sử dụng. Ở chế độ Freeport, chương trình
CPU sử dụng các ngắt thu (receiveed interrupt), ngắt phát (transmited interrupt) và
các lệnh thu (RCV –Receive instruction) , lệnh phát (XMT – Transmit instruction)
để điều khiển cổng truyền thông của CPU. Ở chế độ này, giao thức truyền thông
được kiểm soát hoàn toàn bởi chương trình của người sử dụng. Các ô nhớ chuyên
dụng SMB30 ( đối với port 0) và SMB130 ( đối với port 1) được sử dụng để chọn
tốc độ truyền và bit chẵn / lẻ (parity).
Chế độ Freeport chỉ hoạt động khi CPU ở trạng thái RUN. Khi CPU ở trạng
thái STOP, chế độ Freeport ngưng hoạt động và chế độ truyền thông bình thường
được lập lại.
II.ỨNG DỤNG CỦA CHẾ ĐỘ FREEPORT
Chế độ Freeport cho phép CPU S7-200 giao tiếp với bất cứ thiết bị nào hỗ trợ
giao thức truyền thông 10 bit ( 7bit dữ liệu) hoặc 11 bit ( 7 hoặc 8 bit dữ liệu), vì
vậy, cho phép kết nối rất nhiều thiết bị khác nhau ( của nhiều nhà sản xuất khác
nhau ) vào mạng S7-200.
Trong trường hợp đơn giản nhất, có thể gởi dữ liệu đến máy in hoặc màn hình
chỉ sử dụng lệnh phát XMT. Các ví dụ khác bao gồm giao tiếp với thiết bị đọc bar
code, cân điện tử, máy hàn, các bộ cảm biến,... .Trong mỗi trường hợp cần phải viết
chương trình hỗ trợ giao thức truyền thông sử dụng bởi thiết bị cần kết nối.
Một ứng dụng quan trọng của chế độ Freeport là có thể sử dụng chế độ Freeport
để giao tiếp với cổng nối tiếp của máy tính cá nhân. Qua đó, người sử dụng có thể
viết chương trình máy tính ( bằng các ngôn ngữ thông dụng như C, Visual Basic,
Delphi,...) để giám sát và điều khiển hoạt động của CPU S7-200 hoặc mạng S7-200.

III.CÁC YÊU CẦU KĨ THUẬT
Cổng truyền thông của S7-200 là cổng RS-485. Do đó, khi kết nối với các
thiết bị sử dụng chuẩn truyền thông khác cần có thiết bị kết nối chuyên dụng để
chuyển đổi tín hiệu giữa 2 chuẩn sử dụng.
Trong trường hợp thiết bị cần kết nối sử dụng cổng truyền thông RS-232 có thể
sử dụng cáp MÁY TÍNH/PPI để kết nối. Tuy nhiên, thời gian quay vòng của cáp
MÁY TÍNH/PPI phải được tính đến trong chương trình: để đảm bảo không bị mất
dữ liệu, mỗi khi dữ liệu được truyền từ cổng RS-232 đến cổng RS-475, việc truyền
dữ liệu theo hướng ngược lại phải được trì hoãn một khoảng thời gian tối thiểu
bằng thời gian quay vòng của cáp (xem chương II).
Ngoài ra, cổng truyền thông RS-485 của CPU S7-200 chỉ hỗ trợ các tín hiệu thu
dữ liệu, phát dữ liệu và yêu cầu gởi (RTS). Các tín hiệu điều khiển CTS, DTR, các
tín hiệu bắt tay (handshaking) không được hỗ trợ. Điều này cũng cần được tính đến
khi thiết lập kết nối và lập trình sử dụng chế độ Freeport.
IV.KHỞI ĐỘNG CHẾ ĐỘ FREEPORT
Các ô nhớ chuyên dụng SMB30 và SMB130 được dùng để đặt cấu hình cho
port 0 và port 1 hoạt động ở chế độ Freeport, đồng thời cho phép chọn tốc độ
truyền, bit chẵn /lẻ và số bit dữ liệu. Các byte điều khiển này được mô tả trong bảng
sau:
Port 0 Port 1 Mô tả
Ô nhớ
SMB30
Ô nhớ
SMB130
MSB7 LSB0
p p d b b b m m Byte điềukhiển
chế độFreeport
SM30.6
và
SM30.7
SM130.6
và
SM130.7
pp : Chọn bit chẵn lẻ (parity)
00 = no parity
01 = even parity (parity chẵn)
10 = no parity
11 = odd parity (parity lẻ)

SM30.5 SM130.5
d : số bit dữ liệu trong 1 ký tự
0 = 8 bit cho 1 ký tự
1 = 7 bit cho 1 ký tự
SM30.2
đến
SM30.4
SM130.2
đến
SM130 .4
bbb: tốc độ truyền của chế độ Freeport
000 = 38400 baud (1920 baud đối với CPU 212)
001 = 19200 baud
010 = 9600 baud
011 = 4800 baud
100 = 2400 baud
101 = 1200 baud
110 = 600 baud
111 = 300 baud
SM30.0
và
SM30.1
SM130.0
và
SM130.1
mm : chọn giao thức .
00 = PPI chế độ slave
01 = chế độ Freeport
10 = PPI chế độ master
11 = dự trữ (mặc định là PPI chế độ slave)
Đối với port 0, một bit stop được thiết lập cho tất cả các cấu hình ngoại trừ
trường hợp 7 bit dữ liệu không có parity, trường hợp này có 2 bit stop. Đối với port
1, một bit stop được thiết lập cho tất cả các cấu hình .

Hệ thống bãi giữ xe ô tôt tự động

Hệ thống bãi giữ xe ô tôt tự động

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (17)

Similar to Hệ thống bãi giữ xe ô tôt tự động

Similar to Hệ thống bãi giữ xe ô tôt tự động (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (18)

Hệ thống bãi giữ xe ô tôt tự động