TS NGUYỄN NHƯ HIỀN, TS NGUYỄN MẠNH TÙNG ĐIỀU KHIỂN LOGIC VÀ PLC Sách chuyên khảo dùng cho đào tạo Đại học Sau đại học ngành Điều khiển & Tự động hoá NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ HÀ NỘI - 2007 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt MỤC LỤC Nội dung Trang CHƯƠNG : LÝ THUYẾT CƠ SỞ §1.1 Những khái niệm §1.2 Các phương pháp biểu diễn hàm logic §1.3 Các phương pháp tối thiểu hoá hàm logic 11 §1.4 Các hệ mạch logic 15 §1.5 Grafcet - để mơ tả mạch trình tự công nghiệp 17 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ ỨNG DỤNG MẠCH LOGIC TRONG ĐIỀU KHIỂN §2.l Các thiết bị điều khiển 27 §2.2 Các sơ đồ khống chế động rôto lồng sóc 28 §2.3 Các sơ đồ khống chế động không đồng rơto dây quấn 32 §2.4 Khống chế động điện chiều 34 CHƯƠNG 3: LÝ LUẬN CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH PLC §3.1 Mở đầu 36 §3.2 Các thành phần PLC 37 §3.3 Các vấn đề lập trình 41 §3.4 Đánh giá ưu nhược điểm PLC 47 CHƯƠNG 4: BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC – CPM1A §4.l Cấu hình cứng 49 §4.2 Ghép nối 53 §4.3 Ngơn ngữ lập trình 54 CHƯƠNG 5: BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC - S5 §5.l Cấu tạo họ PLC Step5 58 §5.2 Địa gán địa 59 §5.3 Vùng đối tượng 61 §5.4 Cấu trúc chương trình S5 62 §5.5 Bảng lệnh S5 - 95U 63 §5.6 Cú pháp số lệnh S5 64 CHƯƠNG 6: BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC - S7-20 §6.1 Cấu hình cứng 74 §6.2 Cấu trúc nhớ 77 §6.3 Chương trình S7-200 79 §6.4 Lập trình số lệnh S7-200 80 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHƯƠNG 7: BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC - S7-300 §7.l Cấu hình cứng 83 §7.2 Vùng đối tượng 86 §7.3 Ngơn ngữ lập trình 88 §7.4 Lập trình số lệnh 89 PHỤ LỤC CÁC PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC Tập trình cho OMRON 98 Lập trình cho PLC - S5 105 Lập trình cho PLC - S7200 111 Lập trình cho PLC - S7-300 116 PHỤ LỤC BẢNG LỆNH CỦA CÁC PHẦN MỀM PLC BẢNG LỆNH CỦA PLC CPM1A 121 BẢNG LỆNH CỦA PLC - S5 125 BẢNG LỆNH CỦA PLC - S7-200 128 BẢNG LỆNH CỦA PLC S7-300 135 TÀI LIỆU THAM KHẢO CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt PHẦN : LOGIC HAI TRẠNG THÁI VÀ ỨNG DỤNG CHƯƠNG : LÝ THUYẾT CƠ SỞ §1.1 Những khái niệm Khái niệm logic hai trạng thái Trong sống vật tượng thường biểu diễn hai trạng thái đối lập, thông qua hai trạng thái đối lập rõ rệt người nhận thức vật tượng cách nhanh chóng cách phân biệt hai trạng thái Chẳng hạn nói nước bẩn, giá đắt rẻ, nước sôi không sôi, học sinh học giỏi dốt, kết tốt xấu Trong kỹ thuật, đặc biệt kỹ thuật điện điều khiển, thường có khái niệm hai trạng thái: đóng cắt đóng điện cắt điện, đóng máy ngừng máy Trong toán học, để lượng hoá hai trạng thái đối lập vật tượng người ta dùng hai giá trị: Giá trị hàm ý đặc trưng cho trạng thái vật tượng, giá trị đặc trưng cho trạng thái đối lập vật tượng Gọi giá trị giá trị logic Các nhà bác học xây dựng sở tốn học để tính tốn hàm biến lấy hai giá trị này, hàm biến gọi hàm biến logic, sở tốn học để tính toán hàm biến logic gọi đại số logic Đại số logic có tên đại số Boole lấy tên nhà tốn học có cơng đầu việc xây dựng nên công cụ đại số Đại số logic cơng cụ tốn học để phân tích tổng hợp hệ thống thiết bị mạch số Nó nghiên cứu mối quan hệ biến số trạng thái logic Kết nghiên cứu thể hàm trạng thái nhận hai giá trị Các hàm logic Một hàm y = f(x1, x2, …xn) với biến x1, x2, xn nhận hai giá trị: hàm y nhận hai giá trị: gọi hàm logic Hàm logic biến: y = f(x) Với biến x nhận hai giá trị: 1, nên hàm y có khả hay te ACCU1 (32 bít) Chuyển nội dung ghi với nội dung ghi Đổi thứ tự byte ACCU1 (16 bít) Lệnh gọi khối Lệnh gọi khối có điều kiện 136 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TT Tên lệnh 53 CD 54 CDB 55 CLR 56 CU 57 58 59 60 61 62 DEC DTB DTR IN FP FR 63 FR 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 INC INVD INVI ITB ITD JBI JC JCB JCN JL JM JMZ 76 77 78 79 80 81 82 JN JNB JNBI JO JOS JP JPZ T C n n n n n n n n n 83 JU n 84 JUO 85 JZ 86 L n 87 L C 88 L T 89 L DBLG Mô tả Số đếm giảm đơn vị sườn lên RLO sau khơng phụ thuộc RLO Chun khối liệu chung thành khối liệu riêng xoá RLO (RLO = 0) Số đếm tăng đơn vị sườn lên RLO sau khơng phụ thuộc RLO Giảm nội dung ACCU1 đơn vị Đổi số nguyên 32 bít thành số dạng mã BCD Đổi số nguyên 32 bít thành số thực Chọn lấy sườn âm RLO Chọn lấy sườn dương RLO Khởi tạo thời gian TIME khơng có biến đổi sườn để khởi động thời gian Khởi tạo đếm COUTER khơng có biến đổi sườn để đặt đếm đếm lên đếm xuống Tăng số ACCU1 lên đơn vị Lấy phần bù số nguyên 32 bít Lấy phần bù số nguyên 16 bít Đổi số nguyên 16 bít thành số dạng mã BCD Đổi số nguyên 16 bít thành số nguyên 32 bít Nhảy sang làm việc nhãn n BR = Nhảy sang làm việc nhãn n RLO = Nhảy sang làm việc nhãn n RLO = BR = Nhảy sang làm việc nhãn n RLO = Nhảy đến nhãn ghi n Nhảy kết âm (CC1 = 0, CC0 = l) Nhảy kết âm không (CC1 = 0, CC0 = l) Nhảy kết khác không (CC1 = 0, CC0 = l) Nhảy sang làm việc nhãn n RLO = BR = Nhảy sang làm việc nhãn n BR = Nhảy sang làm việc nhãn VO = Nhảy sang làm việc khối n OS = Nhảy kết dương (CC1 = 1, CC0 = 0) Nhảy kết lớn không (CC1 = 1, CC0 = 0) Nhảy sang làm việc nhãn n, không phụ thuộc RLO RLO không bị ảnh hưởng Nhảy (CC1 = 1, CC0 = 1) Nhảy kết không (CC1 = 0, CC0 = 0) Nội dung đối tượng lệnh (đơn vị byte) chép vào ACCU1 không phụ thuộc vào RLO, nội dung trước ACCU1 chuyển sang ACCU2 Nạp giá trị tức thời (số nguyên) đếm vào ACCU1 Nạp giá trị tức thời (số nguyên) thời gian vào ACCU Nạp độ dài khối liệu DB vào ACCU1 137 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TT 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 Tên lệnh L DBNO L DILG L DINO L STW LAR LAR n LAR AR2 LAR P# LAR2 LAR2 n LAR2 P# LC C LC T LOOP n MCR( )MCR MCRA MCRD MOD 109 110 111 112 113 114 115 NEGD NEGI NEGR NOP NOP NOT O n 116 O( 117 OD 118 ON n 119 ON( 120 OPN 121 OW 122 POP 123 PUSH 124 R n 125 R 126 R T C Mô tả Nạp số khối liệu DB vào ACCU1 Nạp độ dài khối liệu DI vào ACCU1 Nạp số khối liệu DI vào ACCU1 Nạp từ trạng thái vào ACCU1 Nạp địa vào ghi từ ACCU1 Nạp địa vào ghi từ vị trí n ghi lệnh Nạp địa vào ghi từ ghi Nạp vào ghi tử địa trỏ (số thực kép) Nạp địa vào ghi từ ACCU1 Nạp địa vào ghi từ vị trí n ghi lệnh Nạp vào ghi từ địa trỏ (số thực kép) Nạp số đệm thời dạng mã BCD vào ACCU1 Nạp giá trị thời gian thời dạng mã BCD vào ACCU1 Lặp lại từ nhãn n Cất kết phép tính logic vào vùng MCR Kết thúc vùng MCR Kích hoạt vùng MCR Thơi kích hoạt vùng MCR Phép chia lấy phần dư số nguyên 32 bít ACCU2 cho số nguyên 32 bít ACCU1, kết để ACCU1 Lấy số bù hai số nguyên 32 bít Lấy số bù hai số nguyên 16 bít Lấy dấu âm cho số thực 32 bít Mã lệnh 16 bít RAM (để giữ chỗ) Mã lệnh 16 bít RAM (để giữ chỗ) Đặt trạng thái không cho RLO Thực lệnh OR nội dung RLO với giá trị điểm n (đơn vị bít) dẫn lệnh, kết ghi vào RLO Thực lệnh OR nội dung RLO với phép toán ngoặc (có đóng ngoặc), kết phép tốn nạp vào RLO Thực lệnh OR nội dung ACCU1 ACCU2, kết để ACCU1 (32 bít) Thực lệnh OR nội dung RLO với giá trị nghịch đảo điểm n (đơn vị bít) dẫn lệnh, kết ghi vào RLO Thực lệnh OR nội dung RLO với giá trị nghịch đảo phép tốn ngoặc (có đóng ngoắc), kết ghi vào RLO Mở khối liệu Thực lệnh OR nội dung ACCU1 ACCU2, kết để ACCU1 (16 bít) Chuyển nội dung ACCU2 sang ACCU1 Chuyển nội dung ACCU1 sang ACCU2 Nếu nội dung RLO trạng thái tín hiệu gán cho đối tượng n trạng thái không thay đổi RLO thay đổi Xoá thời gian RLO = Xoá đếm RLO = 138 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TT 127 128 129 130 Tên lệnh RLD n RLDA RND RND+ 131 RND132 RRD 133 RRDA 134 S n 135 S 136 SAVE 137 SD C n 138 SE 139 SET 140 SF 141 SLD n 142 SLW n 143 SP 144 SRD n 145 SRW n 146 SS 147 SSD n 148 SSI n 149 T n 150 151 152 153 154 155 156 157 STW T TAK TAR1 TAR1 TAR1 TAR2 TAR2 TRUNC n AR2 n Mô tả Quay tròn tử kép ACCU1 sang trái n bít Quay tròn từ kép ACCU1 sang trái bít qua CC Đổi số thực 32 bít thành số nguyên 32 bít (bỏ phần thập phân) Đổi số thực 32 bít thành số nguyên 32 bít, số dương làm tròn tăng, số âm bỏ phần thập phân Đổi số thực 32 bít thành số ngun 32 bít, số âm làm tròn tăng, số dương bỏ phần thập phân Quay tròn từ kép ACCU1 sang phải n bít Quay tròn từ kép ACCU1 sang phải bít qua CC Nếu nội dung RLO trạng thái tín hiệu gán cho đối tượng n trạng thái không thay đổi RLO thay đổi Đặt đêm RLO = Cất kết phép tính logic vào ghi BR Bộ thời gian chậm sau sườn lên RLO khoảng thời gian đặt, RLO thời gian khơng Bộ thời gian lên RLO chuyển từ lên (sườn lên) trì đủ thời gian dặt, khơng phụ thuộc RLO Đặt RLO = l Bộ thời gian lên sườn lên RLO, RLO khơng thời gian trì khoảng thời gian thời gian đặt Dịch tử kép ACCU1 sang trái n bít số bít dịch nạp vào ACCU2 Dịch từ đơn ACCU1 sang trái n bít số bít dịch nạp vào ACCU2 Bộ thời gian lên RLO chuyển tử lên (sườn lem trì đạt thời gian đặt (RLO = 1), RLO = thời gian Dịch tử kép ACCU1 sang phải n bít số bít dịch nạp vào ACCU2 Dịch tử đơn ACCU1 sang phải n bít số bít dịch nạp vào ACCU2 Bộ thời gian chậm sau sườn lên RLO khoảng thời gian đặt không phụ thuộc RLO nữa, khơng có lệnh xố R Dịch số ngun 32 bít ACCU1 sang phải n bít số bít dịch nạp vào ACCU2 bít trống chèn bít dấu số nguyên Dịch số nguyên 16 bít ACCU1 sang phải n bít số bít dịch nạp vào ACCU2, bít trống chèn bít dấu số nguyên Nội dung ACCU1 truyền cho đối lượng n (đơn vị byte) khơng phụ thuộc RLO, ví dụ truyền cho vùng đệm đầu Truyền từ trạng thái tới ACCU1 Lệnh trao đổi nội dung ACCU1 ACCU2 Truyền địa ghi đến ACCU1 Truyền địa ghi đến vị trí lệnh Truyền địa ghi đến ghi Truyền địa ghi đến ACCU1 Truyền địa ghi đến vị trí lệnh Chuyển số thực 32 bít ACCU1 thành số ngun 32 bít có dấu 139 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TT Tên lệnh 158 UC 159 X n 160 X( 161 XN n 162 XN( 163 XOD 164 XOW Mô tả Lệnh gọi khối không điều kiện Thực lệnh OR (đặc biệt) nội dung RLO với giá trị điểm n (đơn vị bít) dẫn lệnh, kết ghi vào RLO Thực lệnh OR (đặc biệt) nội dung RLO với phép tốn ngoặc (có đóng ngoặc), kết phép toán nạp vào RLO Thực lệnh OR (đặc biệt) nội dung RLO với giá trị nghịch đảo điểm n, kết ghi vào RLO Thực lệnh OR (đặc biệt) nội dung RLO với giá trị nghịch đảo phép toán ngoặc (có đóng ngoặc), kết ghi vào RLO Thực lệnh OR (đặc biệt) bít hai từ kép Thực lệnh OR (đặc biệt) bít hai từ đơn 140 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Trọng Thuần, Điều khiển logic ứng dụng, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2000 Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Vũ Văn Hà Tự động hoá tới Simatic S7300, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2000 Tăng Văn Mùi Nguyễn Tiến Dũng, Điều khiển logic lập trình PLC, Nhà xuất thống kê, 2003 Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Tự động hoá với Simatic S7-200, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2000 A Bigincr’s guide to PLC, OMROM ASIA PACIFIC, Singapor 1996 SIMATIC S5 Program examplesfor Programmable Conlrollers.1992 Simatic Step Statemenl Lisl Reference Manual, Siemen AG, Automation Group, Industrial Automation Systems, 1995 141 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... CHƯƠNG 4: BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC – CPM1A §4.l Cấu hình cứng 49 §4.2 Ghép nối 53 §4.3 Ngơn ngữ lập trình 54 CHƯƠNG 5: BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC - S5 §5.l Cấu tạo họ PLC Step5... khối liệu DB vào ACCU1 Nạp độ dài khối liệu DI vào ACCU1 Nạp số khối liệu DI vào ACCU1 Nạp từ trạng thái vào ACCU1 Nạp địa vào ghi từ ACCU1 Nạp địa vào ghi từ vị trí n ghi lệnh Nạp địa vào ghi từ... LUẬN CHUNG VỀ ĐIỀU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH PLC §3.1 Mở đầu 36 §3.2 Các thành phần PLC 37 §3.3 Các vấn đề lập trình 41 §3.4 Đánh giá ưu nhược điểm PLC 47