Bài 1: Tổng quan cấu trúc phần cứng của PLC S7 200.
1. PLC S7-200:
a. Thế nào là PLC S7-200:
PLC (Programmable Logic Controller) là một hệ vi xử lý chuyên dụng nhằm mục tiêu điều khiển tự động tổ hợp các thiết bị điện hoặc các quá trình sản xuất trong công nghiệp.
Lập trình mềm dẻo
Phối ghép đơn giản thuận tiện giữa hệ thống điều khiển và hệ thống động lực

Với dòng PLC S7 - 200, SIEMEN có các họ CPU cơ bản sau:
+ Họ 21x: 212, 214, 216, 218. Với họ CPU này do có nhiều nhược điểm không còn phù hợp với các hệ thống điều khiển hiện đại nên đã ít được sử dụng
+ Họ 22x: 222, 224, 226, 228. Đây là dòng CPU được sử dụng rất nhiều hiện nay vì tốc độ xử lý cao, kết cấu linh hoạt, hỗ

trợ truyền thông mạnh, có cấp bảo vệ chịu được môi trường công nghiệp như rung, bụi, các nhiễu từ trường…
b. Chu kì vòng quét của PLC:
CPU S7.200 được thiết kế để thực hiện một chuỗi các công việc, lặp đi lặp lại. Việc thực hiện một cách có chu kì được gọi là chu kì vòng quét. Mỗi một vòng quét cơ bản của PLC mất từ 3ms - 10ms, tuỳ thuộc vào số lượng cũng như kiểu lệnh viết trong chương trình
Trong 1 chu kì vòng quét, CPU thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Đọc các dữ liệu đầu vào.
- Thực thi chương trình.
- Xử lí các yêu cầu truyền thông
- Tự chuẩn đoán lỗi.
- Xuất kết quả đầu ra.
a) Đọc dữ liệu đầu vào: Mỗi chu kì quét bắt đầu bằng việc đọc trạng thái vật lý (Input) của các đầu vào số và sau đó ghi trạng thái đó tới vùng nhớ đệm đầu vào IR (IR - Input Register).
b) Thực thi chương trình: CPU đọc dữ liệu từ IR, (thực hiện chương trình phần mềm), CPU thực hiện chương trình, bắt đầu với câu lệnh đầu tiên cho tới câu lệnh sau cùng trong mỗi chu kì vòng quét, kết quả được lưu lại ở các vùng nhớ thích hợp và bộ đệm ảo đầu ra (OR - Output Register)



c) Xử lý các yêu cầu truyền thông (option): Nếu có yêu cầu truyền thông thì CPU xử lí tất cả các thông báo được nhận từ cổng truyền thông. Bên cạnh đó CPU kiểm tra chương trình cơ sở và bộ nhớ chương trình (chỉ trong chế độ RUN).
d) Tự chẩn đoán lỗi: CPU kiểm tra lỗi của hệ điều hành trong ROM, các vùng nhớ và các trạng thái làm việc của các module mở rộng
2. Các thông số kỹ thuật chính của PLC S7- 200 (loại 22x):
- Bộ nhớ: + Chương trình: từ 32 đến 64Kb tuỳ theo loại CPU.
+ Dữ liệu: từ 16Kb đến 40Kb tuỳ theo loại CPU
 
CPU 221
CPU 222
CPU 224
CPU 226

Số I/O số có sẵn trên CPU
6IN/4OUT
8IN/6OUT
14IN/10OUT
24IN/16OUT

Số module tối đa có thể ghép nối
Không có
2 module
7 module
7 module

Số lợng I/O số tối đa
128IN
128OUT
128IN
128OUT
128IN
128OUT
128IN
128OUT

Số lợng I/O Analog tối đa
Không có
16IN
16OUT
32IN
32OUT
32IN
32OUT

Các Counter/ Timer
256/256
 256/256
256/256
256/256

* Các thông số khác
Mô tả
 CPU 221
CPU 222
CPU 224
CPU 226
CPU 226XM

Bộ nhớ chương trình
2 Kwords
2 Kwords
4 Kwords
4 Kwords
8 Kwords

Bộ nhớ dữ liệu
1 Kwords
1 Kwords
2.5 Kwords
2.5 Kwords
5 Kwords

Đầu vào dữ liệu số
I0.0 to I15.7
I0.0 to I15.7
I0.0 to I15.7
I0.0 to I15.7
I0.0 to I15.7

Đầu ra số
Q0.0 to Q15.7
Q0.0 to Q15.7
Q0.0 to Q15.7
Q0.0 to Q15.7
Q0.0 to Q15.7

Đầu vào tương tự (read only)
--
AIW0 to AIW30
AIW0 to AIW62
AIW0 to AIW62
AIW0 to AIW62

Đầu ra tương tự (write only)
--
AQW0 to AQW30
AQW0 to AQW62
AQW0 to AQW62
AQW0 to AQW62

Vùng nhớ (V)
VB0 to VB2047
VB0 to VB2047
VB0 to VB5119
VB0 to VB5119
VB0 to VB10239

Vùng nhớ (L)
LB0 to LB63
LB0 to LB63
LB0 to LB63
LB0 to LB63
LB0 to LB63

Bit nhớ (M)
M0.0 to M31.7
M0.0 to M31.7
M0.0 to M31.7
M0.0 to M31.7
M0.0 to M31.7

Vùng nhớ (SM)
Read only
SM0.0 to SM179.7
SM0.0 to SM29.7
SM0.0 to SM299.7
SM0.0 to SM29.7
SM0.0 to SM549.7
SM0.0 to SM29.7
SM0.0 to SM549.7
SM0.0 to SM29.7
SM0.0 to SM549.7
SM0.0 to SM29.7

Rơ le thời gian
Rơ le thời gian có nhớ 1 ms
10 ms
100 ms
Rơ le Tgian On/Off 1 ms
10 ms
100 ms
256 (T0 to T255)
T0, T64
T1 to T4, and T65 to T68
T5 to T31, and T69 to T95
T32, T96
T33 to T36, and T97 to T100
T37 to T63, and T101 to T255
256 (T0 to T255)
T0, T64
T1 to T4, and T65 to T68
T5 to T31, and T69 to T95
T32, T96
T33 to T36, and T97 to T100
T37 to T63, and T101 to T255
256 (T0 to T255)
T0, T64
T1 to T4, and T65 to T68
T5 to T31, and T69 to T95
T32, T96
T33 to T36, and T97 to T100
T37 to T63, and T101 to T255
256 (T0 to T255)
T0, T64
T1 to T4, and T65 to T68
T5 to T31, and T69 to T95
T32, T96
T33 to T36, and T97 to T100
T37 to T63, and T101 to T255
256 (T0 to T255)
T0, T64
T1 to T4, and T65 to T68
T5 to T31, and T69 to T95
T32, T96
T33 to T36, and T97 to T100
T37 to T63, and T101 to T255

Bộ đếm
C0 to C255
C0 to C255
C0 to C255
C0 to C255
C0 to C255

Bộ đếm tốc độ cao
HC0, HC3, HC4, and HC5
HC0, HC3, HC4, and HC5
HC0 to HC5
HC0 to HC5
HC0 to HC5

Bài 2: Giới thiệu phần mềm lập trình cho PLC S7-200
STEP 7-MicroWIN 32 V3.2.
1. Phần mềm STEP7- MicroWIN32:
a. Giao diện phần mềm:
éể một hệ thống PLC cú thể thực hiện được một quỏ trỡnh điều khiển nào đú thỡ bản thõn nú phải biết được nú cần phải làm gỡ và làm như thế nào.
Việc truyền thụng tin về hệ thống vớ dụ như quy trỡnh hoạt động cũng như cỏc yờu cầu kốm theo cho PLC người ta gọi là lập trỡnh.
Và để cú thể lập trỡnh được cho PLC thỡ cần phải cú sự giao tiếp giữa người và PLC.
Việc giao tiếp này phải thụng qua một phần mềm gọi là phần mềm lập trỡnh.
Mỗi một loại PLC hoặc một họ PLC khỏc nhau cũng cú những phần mềm lập trỡnh khỏc nhau.
éối với PLC S7-200, SIEMEN đó xõy dựng một phần mềm để cú thể lập trỡnh cho họ PLC loại này. Phần mềm này cú tờn là STEP7- MicroWIN32.
éõy là một phần mềm chạy trờn nền Windows 32bit, trải qua nhiều phiờn bản khỏc nhau. Tài liệu này tập trung núi về STEP7- MicroWIN32 version 3.2.
Ngoài việc phục vụ lập trỡnh cho PLC S7-200, phần mềm này cũn cú rất nhiều cỏc tớnh năng khỏc như cỏc cụng cụ gỡ rối, kiểm tra lỗi, hỗ trợ nhiều cỏch lập trỡnh với cỏc ngụn ngữ khỏc nhau…
Phần mềm này cũng đó được xõy dựng một phần trợ giỳp (Help) cú thể núi là rất đầy đủ, chi tiết và tiện dụng. Người dựng cú thể tra cứu cỏc vấn đề về PLC S7-200 một cỏch rất nhanh chúng, rừ ràng và dễ hiểu.
éể cú thể thực hiện phần mềm lập trỡnh STEP7- MicroWIN32 ta cú 2 cỏch:
Cỏch 1:
Vào Start
→ Simatic
→ STEP7- MicroWIN32 V3.2.0
→ STEP7- MicroWIN32.
Cỏch 2: Chạy thụng qua biểu tượng trờn Desktop.

















b. Một số thành phần quan trọng:
- Program Block:

Khi click chuột vào nỳt này ta sẽ trở về được vựng soạn thảo chương trỡnh. Ở vựng này ta cú thể thờm bớt cỏc đầu vào/ra, cỏc biến, cỏc lệnh, hàm để thực hiện chương trỡnh điều khiển.

- Communications và cách kiểm tra sự kết nối với PLC S7-200:

 Ở đõy ta cú thể thay đổi cỏch mà mỏy tớnh truyền thụng với PLC S7-200 (PPI, MPI, tốc độ truyền…) hoặc kiểm tra cú hay khụng sự truyền thụng giữa mỏy tớnh và PLC S7-200 (kiểm tra sự cú mặt của PLC hay khụng).

- Symbol Table:

Click chuột vào đõy, ta sẽ được một bảng mà ở đú ta cú thể định nghĩa cỏc tờn biến và đặt địa chỉ tương ứng cho cỏc biến đú để cú thể dễ nhớ và dễ kiểm tra.Cỏc biến này cú thể là cỏc đầu vào/ra, cỏc biến trung gian…

- Khối hàm, lệnh:
éõy là một trong những thành phần quan trọng nhất của STEP7- MicroWIN32. Nú bao gồm toàn bộ cỏc lệnh và khối hàm của STEP7- Micro WIN32 để cú thể tạo được một chương trỡnh điều khiển cho PLC S7-200.
Người dựng cú thể tỡm thấy cỏc lệnh hoặc hàm mỡnh cần dựa trờn cỏc nhúm cú cựng chức năng mà STEP7- MicroWIN32 đó phõn loại sẵn.
Trong đú thường dựng nhất là cỏc khối:
+ Bit Logic: bao gồm cỏc lệnh làm việc với bit và thực hiện cỏc phộp toỏn logic như AND, OR, NOT…
+ Timer: đõy là khối lệnh làm việc với cỏc loại timer của S7-200.
+ Counter: đõy là khối lệnh làm việc với cỏc loại timer của S7-200
+ Move: cỏc khối lệnh dựng để di chuyển dữ liệu từ vựng nhớ này sang vựng nhớ khỏc của PLC.
+ Interger Math, Floating-Point Math: nhúm lệnh làm việc với số nguyờn 16bit, 32bit và số thực. Nhúm lệnh này thực hiện cỏc phộp toỏn số học như +, -, ì, ữ…
+ Compare: bao gồm cỏc khối lệnh dựng để so sỏnh dữ liệu như >, <, =, ≥, ≤...
Ngoài ra cũn cỏc khối khỏc cũng rất quan trọng chỳng ta cú thể tham khảo thờm ở phần Help của STEP7- MicroWIN32.
éể cú thể biết một khối hàm hoặc lệnh làm việc như thế nào và điều kiện kốm theo chỳng ta chọn khối hàm, lệnh đú và nhấn F1.
c. Một số thao tỏc quan trọng:
- Cú 2 cỏch để tạo một chương trỡnh mới:
+ Vào menu File ( New.
+ Dựng biểu tượng trờn thanh cụng cụ.
- Lưu lại chương trỡnh đó viết bằng cỏch:
+ Vào menu File ( Save.
+ Dựng biểu tượng trờn thanh cụng cụ.
- éể chốn một network mới:
+ Click chuột phải vào số thứ tự của network, chọn Insert ( Network(s).
+ Dựng biểu tượng trờn thanh cụng cụ.
- éể xoỏ một network: chọn network
+ Click chuột phải vào network cần xoỏ, chọn Delete ( Network(s).
+ Dựng biểu tượng trờn thanh cụng cụ.
- éể thờm một lệnh trong chương trỡnh:
Chọn vị trớ của lệnh trong chương trỡnh:
+ Tiếp theo chọn Instructions, chọn nhúm lệnh sẽ làm việc, double click vào lệnh cần dựng.
+ Dựng biểu tượng trờn thanh cụng cụ.
- éể PLC S7-200 cú thể thực hiện được cỏc chương trỡnh điều khiển, người dựng phải Download chương trỡnh xuống PLC.
+ Chọn File ( Download. Và việc download cú phớm tắt là Ctrl+D.
+ Dựng ngay biểu tượng