Kỹ thuật điều khiển - Lập trình PLC simatic S7 - 200

Th.S Châu Chí Đức 
Kỹ thuật điều khiển 
Thành phố Hồ Chí Minh 
10-2008
LỜI NÓI ĐẦU 
Tự động hoá công nghiệp và dân dụng ngày càng phát 
triển. Bộ não trong các hệ thống tự động hoá là các bộ điều khiển 
lập trình. Việc học và tìm hiểu về các bộ khiển lập trình cũng như 
vận hành nó cho thật tốt đang là nhu cầu cấp thiết đối với học 
sinh, sinh viên các ngành kỹ thuật. 
Hiện nay tài liệu để giảng dạy và tham khảo về kỹ thuật điều 
khiển lập trình còn khá hạn chế. Tài liệu ''kỹ thuật điều khiển lập 
trình PLC Simatic S7-200'', là quyển sách đầu tiên trong bộ sách 
về kỹ thuật điều khiển lập trình PLC họ SIMATIC S7, được biên 
soạn với mong muốn góp một phần nhỏ vào việc giảng dạy và tự 
học về kỹ thuật điều khiển lập trình của giáo viên, học sinh, sinh 
viên và đọc giả quan tâm về PLC họ SIMATIC S7-200 của công 
ty Siemens. 
Tài liệu được chia thành 2 tập. Tập 1 bao gồm các phần cơ 
bản phù hợp với các bạn mới bắt đầu làm quen với PLC, tuy 
nhiên nó cũng có thể là tài liệu tham khảo cho các bạn đã có kiến 
thức cơ bản về PLC. Tập 2 là phần nâng cao tập trung về các 
vấn đề điều khiển số, truyền thông và màn hình điều khiển. Cấu 
trúc chung của các tập sách là ở mỗi chương trong các phần đều 
có ví dụ minh họa cho các mục, ngoài ra cuối mỗi chương có 
thêm một số câu hỏi và bài tập để đọc giả rèn luyện thêm. 
Dù có một thời gian dài làm việc và giảng dạy về kỹ thuật 
điều khiển lập trình PLC họ SIMATIC, mạng truyền thông công 
nghiệp và truyền động của hãng Siemens cho rất nhiều đối tượng 
khác nhau cũng như đã rất cố gắng trong quá trình biên soạn 
nhưng tài liệu không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong được sự góp 
ý chân thành của quý đọc giả để giúp tài liệu được hoàn thiện 
hơn. Thư từ góp ý xin gởi về địa chỉ: ccduc2006@gmail.com. 
Xin cám ơn. 
LỜI TÂM SỰ 
Tập 1 ''kỹ thuật điều khiển lập trình PLC Simatic S7-200'' đã 
được viết xong từ rất lâu. Nhưng vì nghĩ đến việc in ấn và phát 
hành quá nhiêu khê, giá thành lại cao và phải chờ đợi thời gian 
rất lâu tập sách này mới đến tay bạn đọc, nên tác giả đã hoãn lại. 
Nghĩ rằng cung cấp cho đọc giả, các bạn học sinh, sinh viên và 
giáo viên thêm một tài liệu tham khảo để làm phong phú thêm 
kiến thức về tự động hóa là việc nên làm. Vì vậy tác giả chọn 
phương án phát hành qua mạng và truyền tay dưới dạng tập tin 
với phương châm '' sách hữu ích thì mới có nhuận bút''. 
Các bạn thân mến! 
Việc biên soạn tài liệu về kỹ thuật, nhất là kỹ thuật mới, đòi 
hỏi người biên soạn ngoài kinh nghiệm chuyên môn còn bỏ rất 
nhiều thời gian và công sức. Do đó sẽ là một niềm động viên vô 
cùng to lớn cho tác giả để tiếp tục hoàn thành tập 2, bộ sách về 
kỹ thuật điều khiển lập trình PLC SIMATIC S7-300/400, các tài 
liệu khác liên quan đến PLC họ SIMATIC, truyền thông công 
nghiệp, truyền động của hãng Siemens nếu được sự động viên 
từ tinh thần đến vật chất. Nếu thấy sách này giúp ích cho các bạn 
thì khi các bạn sở hữu nó (có được từ bất kỳ phương tiện nào) ở 
dạng tập tin hoặc được in ra ở dạng sách, xin vui lòng động viên 
tác giả bằng cách chuyển tiền vào tài khoản số 49809449 cho 
CHÂU CHÍ ĐỨC, ngân hàng Thương mại Á Châu (ACB) chi 
nhánh Châu văn Liêm với số tiền tùy theo ý của các bạn. 
Nếu các bạn có những ý động viên khác xin gởi thông tin 
cho tác giả qua địa chỉ mail ccduc2006@gmail.com. 
Cám ơn sự động viên của đọc giả. 
 Mục lục 
 I 
Mục lục 
1 Tổng quan về điều khiển .......................................................................1 
1.1 Khái niệm chung về điều khiển ......................................................... 1 
1.2 Cấu trúc một qui trình điều khiển ..................................................... 2 
1.3 Các loại điều khiển ........................................................................... 3 
1.4 Hệ thống số ...................................................................................... 4 
1.5 Các khái niệm xử lý thông tin ........................................................... 5 
1.5.1 Bit ........................................................................................... 5 
1.5.2 Byte ........................................................................................ 5 
1.5.3 Word ...................................................................................... 6 
1.5.4 DoubleWord .......................................................................... 6 
2 Bộ điều khiển lập trình PLC – Cấu trúc và phương thức hoạt động 7 
2.1 Giới thiệu ......................................................................................... 7 
2.2 Sự khác nhau giữa hệ điều khiển bằng relay và hệ 
điều khiển bằng PLC ..................................................................... 8 
2.3 Cấu trúc của một PLC .................................................................. 11 
2.4 Các khối của PLC ......................................................................... 13 
2.4.1 Khối nguồn cung cấp ......................................................... 13 
2.4.2 Bộ nhớ chương trình .......................................................... 14 
2.4.3 Khối trung tâm (CPU) ......................................................... 15 
2.4.4 Khối vào ............................................................................. 15 
2.4.5 Khối ra ................................................................................ 16 
2.4.6 Các khối đặc biệt ................................................................ 16 
2.5 Phương thức thực hiện chương trình trong PLC ......................... 16 
3 Cảm biến và cơ cấu chấp hành trong điều khiển logic ................. 19 
3.1 Cảm biến ..................................................................................... 19 
3.1.1 Giới thiệu ........................................................................... 19 
3.1.2 Nối dây cho cảm biến ........................................................ 19 
3.1.2.1 Switch ................................................................ 20 
3.1.2.2 Ngõ ra TTL ......................................................... 20 
3.1.2.3 Ngõ ra Sinking/Sourcing .................................... 20 
3.1.2.4 Ngõ ra Solid state relay ...................................... 23 
3.1.3 Phát hiện đối tượng .......................................................... 23 
3.1.3.1 Chuyển mạch tiếp xúc ....................................... 23 
3.1.3.2 Reed Switches ................................................... 23 
3.1.3.3 Cảm biến quang (Optical Sensor) ...................... 23 
3.1.3.4 Cảm biến điện dung (Capacitive Sensor) ........... 25 
3.1.3.5 Cảm biến điện cảm (Inductive Sensor) .............. 26 
3.1.3.6 Cảm biến siêu âm (Ultrasonic sensor) ............... 28 
3.1.3.7 Hiệu ứng Hall (Hall Effect) ................................. 28 
3.1.3.8 Lưu lượng (Fluid Flow) ...................................... 28 
3.1.4 Tóm tắt .............................................................................. 29 
3.2 Cơ cấu chấp hành ....................................................................... 29 
3.2.1 Giới thiệu ........................................................................... 29 
Mục lục 
II 
3.2.2 Solenoid ............................................................................ 29 
3.2.3 Van điều khiển (VALVE) .................................................... 30 
3.2.4 Xy lanh (CYLINDER) ......................................................... 32 
3.2.5 Động cơ ............................................................................ 33 
3.2.6 Các cơ cấu chấp hành khác................................................ 34 
4 Bộ điều khiển lập trình PLC Simatic S7-200 ................................... 35 
4.1 Cấu hình cứng ............................................................................. 35 
4.1.1 Khối xử lý trung tâm .......................................................... 35 
4.1.2 Khối mở rộng .................................................................... 39 
4.1.2.1 Digital module ....................................................... 39 
4.1.2.2 Analog module ...................................................... 40 
4.1.2.3 Intelligent module ................................................. 41 
4.1.2.4 Function module ................................................... 41 
4.2 Màn hình điều khiển .................................................................... 42 
4.3 Các vùng nhớ .............................................................................. 43 
4.4 Qui ước địa chỉ trong PLC S7-200 .............................................. 46 
4.4.1 Truy xuất theo bit .............................................................. 46 
4.4.2 Truy xuất theo byte (8 bit) ................................................. 46 
4.4.3 Truy xuất theo word (16 bit) .............................................. 46 
4.4.4 Truy xuất theo 2 word (Double word = 32 bit) ................... 47 
4.5 Xử lý chương trình ...................................................................... 48 
5 Kết nối dây giữa PLC và thiết bị ngoại vi ....................................... 51 
5.1 Kết nối dây giữa PLC và các thiết bị ngoại vi .............................. 51 
5.1.1 Giới thiệu CPU 224 và cách kết nối với thiết bị ngoại vi .... 51 
5.1.2 Kết nối với máy tính .......................................................... 52 
5.1.3 Nối nguồn cung cấp cho CPU .......................................... 54 
5.1.4 Kết nối vào/ra số với ngoại vi ............................................ 54 
5.1.4.1 Kết nối các ngõ vào số với ngoại vi .................... 55 
5.1.4.2 Kết nối các ngõ ra số với ngoại vi ...................... 57 
5.2 Kiểm tra việc kết nối dây bằng phần mềm .................................. 60 
5.2.1 Status Chart ...................................................................... 60 
5.2.2 Giám sát và thay đổi biến với Status Chart ....................... 60 
5.2.3 Cưỡng bức biến với Status Chart ..................................... 62 
5.2.4 Ứng dụng Status Chart trong việc kiểm tra kết nối dây 
trong S7-200 ......................................................................................... 63 
5.3 Câu hỏi và bài tập ....................................................................... 64 
6 Phần mềm Micro/Win và ngôn ngữ lập trình ............................... 65 
6.1 Cài đặt phần mềm STEP 7-Micro/WIN ........................................ 65 
6.1.1 Yêu cầu hệ điều hành và phần cứng ................................ 65 
6.1.2 Cài đặt phần mềm ............................................................. 65 
6.2 Các phần tử cơ bản trong chương trình PLC S7-200 ................. 66 
6.2.1 Chương trình chính OB1 (main program) ......................... 66 
6.2.2 Chương trình con SUB (subroutine) ................................. 66 
6.2.3 Chương trình ngắt INT(interrupt routine) .......................... 67 
6.2.4 Khối hệ thống (system block) ............................................ 67 
 Mục lục 
 III 
6.2.5 Khối dữ liệu (data block) ................................................... 67 
6.3 Ngôn ngữ lập trình ...................................................................... 67 
6.3.1 Dạng hình thang: LAD (Ladder logic) ................................ 68 
6.3.2 Dạng khối chức năng: FBD (Function Block Diagram) ...... 68 
6.3.3 Dạng liệt kê lệnh: STL (StaTement List) ........................... 69 
6.4 Soạn thảo chương trình với phần mềm 
STEP7-Micro/Win V4.0 SP6 ........................................................ 69 
6.4.1 Mở màn hình soạn thảo chương trình .............................. 69 
6.4.1.1 Vùng soạn thảo chương trình ............................ 70 
6.4.1.2 Cây lệnh ............................................................. 70 
6.4.1.3 Thanh chức năng ............................................... 70 
6.4.2 Thanh công cụ (Toolbar) trong STEP7-Micro/WIN ........... 75 
6.4.3 Tạo một dự án STEP 7-Micro/WIN ................................... 77 
6.4.3.1 Tạo dự án mới ................................................... 77 
6.4.3.2 Lưu dự án .......................................................... 77 
6.4.3.3 Mở một dự án .................................................... 78 
6.4.4 Thư viện ........................................................................... 78 
6.4.5 Hệ thống trợ giúp trong STEP 7-Micro/WIN ...................... 79 
6.4.6 Xóa bộ nhớ CPU ............................................................... 80 
6.4.7 Mở một dự án đang tồn tại sẵn ......................................... 80 
6.4.8 Kết nối truyền thông S7-200 với thiết bị lập trình .............. 81 
6.4.9 Tải dự án từ PLC .............................................................. 82 
6.4.9.1 Tải một khối hoặc ba khối .................................. 82 
6.4.9.2 Tải vào một dự án mới hoặc dự án rỗng ........... 82 
6.4.9.3 Tải vào một dự án tồn tại ................................... 82 
6.4.9.4 Thủ tục tải dự án từ PLC về thiết bị lập trình ..... 82 
6.4.10 Nạp (download) một dự án vào PLC .............................. 83 
6.4.11 Thiết lập cấu hình chung cho phần 
mềm (menu option và customize) ................................... 85 
6.4.11.1 Menu Option ....................................................... 85 
6.4.11.2 Menu Custommize ............................................. 86 
6.4.12 Soạn thảo chương trình .................................................. 88 
7 Các phép toán logic .......................................................................... 95 
7.1 Ngăn xếp (logic stack) trong S7-200 ........................................... 95 
7.2 Các phép toán logic cơ bản ........................................................ 96 
7.2.1 Phép toán AND ................................................................. 96 
7.2.2 Phép toán OR ................................................................... 97 
7.2.3 Tổ hợp các cổng AND và OR ............................................ 98 
7.2.3.1 AND trước OR ................................................... 98 
7.2.3.2 OR trước AND ................................................... 98 
7.2.4 Phép toán XOR ................................................................. 99 
7.3 Xử lý các tiếp điểm, cảm biến được nối với ngõ vào PLC .......... 100 
7.4 Ví dụ ứng dụng các liên kết logic ................................................ 102 
7.4.1 Mạch tự duy trì ưu tiên mở máy ........................................ 102 
7.4.2 Mạch tự duy trì ưu tiên dừng máy ..................................... 103 
7.4.3 Điều khiển ON/OFF động cơ có chỉ báo ........................... 104 
7.4.4 Điều khiển đảo chiều quay động cơ .................................. 106 
7.5 Bit nhớ M (bit memory) ................................................................ 109 
Mục lục 
IV 
7.6 Các lệnh  ... ủa vùng nhớ cần đặt xuống mức logic “0”. 
và n là số lượng bit bắt đầu từ S_Bit. 
Ví dụ: Khi tín hiệu tại I0.1 lên mức 1 thì sẽ reset 3 bit từ Q0.0 đến Q0.2 về 
logic “0”. Chương trình ở 3 dạng như sau: 
LAD FBD STL 
7.6.3 Mạch nhớ R-S 
Mạch nhớ là mạch có hai trạng thái ổn định và thông qua tín hiệu ngõ vào 
mà trạng thái của nó thay đổi. Đối với mạch điều khiển dùng relay và contactor 
ta có mạch tự duy trì. Còn trong PLC có khâu R-S (viết tắt của Reset và Set). 
Mạch nhớ R-S là rất cần thiết trong kỹ thuật điều khiển. Nó được xem là 
một chức năng cơ bản trong hầu hết các loại PLC và được chia thành hai loại 
là: Ưu tiên SET và ưu tiên RESET. 
7.6.3.1 Ưu tiên SET (khâu SR) 
Biểu diễn ở LAD: 
và FBD: 
Nếu cả hai điều kiện cho S và R lên mức logic “1” thì ngõ ra OUT là “1”. 
Với: 
xxx: Địa chỉ cần điều khiển 
S1: Ngõ vào Set. Ký hiệu ưu tiên Set. 
R: Ngõ vào Reset. 
OUT: Ngõ ra, có thể nối với một địa chỉ 
dạng bit 
SR: Ký hiệu gợi nhớ khâu SR 
Châu Chí Đức 7 Các phép toán logic 
 113 
Bảng sự thật 
S1 R OUT 
0 0 Trạng thái trước 
0 1 0 
1 0 1 
1 1 1 
Để lấy khâu SR, ta nhấp chuột vào dấu cộng của trong cây 
lệnh, chọn phần tử SR và kéo thả vào network mong muốn. 
Khâu SR tương đương với mạch tự duy trì ưu tiên mở máy trong điều 
khiển dùng contactor. 
7.6.3.2 Ưu tiên RESET (khâu RS) 
Biểu diễn ở LAD: 
và FBD: 
Nếu cả hai điều kiện cho S và R lên mức logic “1” thì ngõ ra OUT là “0”. 
Bảng sự thật 
S1 R OUT 
0 0 Trạng thái trước 
0 1 0 
1 0 1 
1 1 0 
Để lấy khâu RS, ta nhấp chuột vào dấu cộng của trong cây 
lệnh, chọn phần tử RS và kéo thả vào network mong muốn. 
Khâu RS tương đương với mạch tự duy trì ưu tiên dừng máy trong điều 
khiển dùng contactor. 
Với: 
xxx: Địa chỉ cần điều khiển 
S: Ngõ vào Set. 
R1: Ngõ vào Reset. Ký hiệu ưu tiên ReSet. 
OUT: Ngõ ra, có thể nối với một địa chỉ dạng bit 
RS: Ký hiệu gợi nhớ khâu RS 
7 Các phép toán logic Châu Chí Đức 
 114 
7.6.4 Các qui tắc khi sử dụng Set và Reset 
Khi sử dụng với các lệnh S và R trong chương trình PLC cần chú ý các 
qui tắc sau: 
- Các điều kiện làm cho đối tượng điều khiển ở mức tích cực (logic “1”) 
được sử dụng với lệnh S. 
- Các điều kiện làm cho đối tượng điều khiển ở mức không tích cực 
(logic “0”) được sử dụng với lệnh R. 
- Khi viết lệnh S cho một đối tượng điều khiển thì nhất thiết (tùy theo 
yêu cầu công nghệ) phải có một lệnh R cho đối tượng điều khiển đó. 
- Nếu lệnh S được viết trước lệnh R thì kết quả thu được sẽ là kết quả 
của lệnh R nếu cả hai điều kiện cho S và R cùng ở mức logic “1” nghĩa 
là đối tượng điều khiển ở mức logic “0”. 
- Nếu lệnh R được viết trước lệnh S thì kết quả thu được sẽ là kết quả 
của lệnh S nếu cả hai điều kiện cho S và R cùng ở mức logic “1” nghĩa 
là đối tượng điều khiển ở mức logic “1”. 
- Khi đã viết chương trình với lệnh S thì không được sử dụng tiếp điểm 
tự duy trì (loại bỏ tiếp điểm tự duy trì). 
- Tùy theo công nghệ khi sử dụng các điều kiện cho lệnh R thì ở trạng 
thái bình thường các điều kiện này phải có mức logic “0”. 
7.6.5 Ví dụ ứng dụng mạch nhớ R-S 
Ví dụ 7.7 : Mạch ưu tiên mở máy. 
Yêu cầu của mạch ưu tiên mở máy như ở mục 7.4.1, tuy nhiên cần phải 
sử dụng mạch nhớ R-S khi lập trình. 
Để tránh lập lại ta sử dụng lại bảng ký hiệu và sơ đồ nối dây PLC ở mục 
7.4.1 
Phân tích: Theo yêu cầu của mạch ta có các nhận xét sau: 
1. Điều kiện để cho contactor K1 có điện là nút nhấn S1 được ấn à 
nút nhấn S1 được sử dụng với lệnh S. 
2. Điều kiện để cho contactor K1 mất điện là nút nhấn S2 được ấn 
à nút nhấn S2 được sử dụng với lệnh R. 
3. Khi cả hai nút nhấn S1 và S2 cùng ấn thì contactor có điện à sử 
dụng mạch nhớ ưu tiên SET (khâu SR). 
4. Trạng thái bình thường của nút nhấn S1 là thường hở (logic “0” tại 
ngõ vào I0.0) nên khi lập trình sử dụng tiếp điểm không đảo trạng 
thái tín hiệu ( tiếp điểm ). Còn S2 là thường đóng (logic “1” 
Châu Chí Đức 7 Các phép toán logic 
 115 
tại ngõ vào I0.1) nên khi lập trình sử dụng tiếp điểm đảo trạng thái 
tín hiệu (tiếp điểm ). 
Chương trình được viết như sau: 
LAD FBD STL 
Ví dụ 7.8 : Mạch ưu tiên dừng máy. 
Yêu cầu của mạch ưu tiên dừng máy như ở mục 7.4.2, tuy nhiên cần 
phải sử dụng mạch nhớ R-S khi lập trình. 
Để tránh lập lại ta sử dụng lại bảng ký hiệu và sơ đồ nối dây PLC ở mục 
7.4.2 
Phân tích: Theo yêu cầu của mạch ta có các nhận xét sau: 
1. Điều kiện để cho contactor K1 có điện là nút nhấn S1 được ấn à nút 
nhấn S1 được sử dụng với lệnh S. 
2. Điều kiện để cho contactor K1 mất điện là nút nhấn S2 được ấn à 
nút nhấn S2 được sử dụng với lệnh R. 
3. Khi cả hai nút nhấn S1 và S2 cùng ấn thì contactor mất điện à sử 
dụng mạch nhớ ưu tiên RESET (khâu RS). 
4. Trạng thái bình thường của nút nhấn S1 là thường hở (logic “0” tại 
ngõ vào I0.0) nên khi lập trình sử dụng tiếp điểm không đảo trạng thái 
tín hiệu ( tiếp điểm ). Còn S2 là thường đóng (logic “1” tại ngõ 
vào I0.1) nên khi lập trình sử dụng tiếp điểm đảo trạng thái tín hiệu 
(tiếp điểm ). 
Chương trình được viết như sau: 
LAD FBD STL 
7 Các phép toán logic Châu Chí Đức 
 116 
Ví dụ 7.9 : Mạch đảo chiều quay động cơ. 
Để đơn giản và dễ hiểu, ví dụ này lấy lại yêu cầu công nghệ của mạch 
điều khiển đảo chiều quay ở mục 7.4.4. Tuy nhiên cần phải sử dụng mạch 
nhớ R-S khi lập trình. 
Để tránh lập lại ta sử dụng lại bảng ký hiệu và sơ đồ nối dây PLC ở mục 7.4.4. 
Phân tích: Theo yêu cầu công nghệ ta có các nhận xét sau: 
1. Đối với contactor K1 (được đóng điện gián tiếp bởi K11). 
- Điều kiện Set (làm cho K1 có điện): Nút nhấn S2 được ấn. Tuy 
nhiên vì lý do an toàn K2 mất điện mới được phép mở máy nên 
phải kết hợp thêm điều kiện K2 mất điện. 
Set K1= 2K2S Ù 
- Điều kiện Reset (làm cho K1 mất điện): Có 2 khả năng là hoặc 
nút nhấn dừng S1 được ấn hoặc tiếp điểm bảo vệ quá dòng Q1 
tác động. 
Reset K1= 1Q1S Ú 
- Vì lý do an toàn, K1 bị mất điện nếu điều kiện SET và RESET cho 
nó cùng ở logic “1” à sử dụng khâu SR. 
2. Đối với contactor K2 (được đóng điện gián tiếp bởi K21) 
- Điều kiện Set: Nút nhấn S3 được ấn. Tuy nhiên vì lý do an toàn 
K1 mất điện mới được phép mở máy nên phải kết hợp thêm điều 
kiện K1 mất điện. 
Set K2 = K1S3 Ù 
- Điều kiện Reset: Có 2 khả năng là hoặc nút nhấn dừng S1 được 
ấn hoặc tiếp điểm bảo vệ quá dòng Q1 tác động. 
Reset K2= 1Q1S Ú 
- Vì lý do an toàn, K2 bị mất điện nếu điều kiện SET và RESET cho 
nó cùng ở logic “1” à sử dụng khâu SR. 
3. Đối với đèn báo H1. 
- Đèn sáng khi K1 có điện và tắt khi K1 mất điện 
H1=K1 
4. Đối với đèn báo H2 
- Đèn sáng khi K2 có điện và tắt khi K2 mất điện. 
 H2=K2 
5. Đối với đèn báo H3 
- Đèn sáng khi cả K1 và K2 mất điện. 
 K2K1H3 Ù= 
Theo các phân tích ta viết được chương trình như sau: 
Châu Chí Đức 7 Các phép toán logic 
 117 
FBD 
LAD STL 
7 Các phép toán logic Châu Chí Đức 
 118 
7.7 Các lệnh nhận biết cạnh tín hiệu và lệnh NOT 
 Các lệnh nhận biết cạnh tín hiệu và lệnh NOT thực hiện các thuật toán 
đặc biệt trên bit đầu tiên của ngăn xếp (Stack 0). 
7.7.1 Lệnh NOT 
 Lệnh NOT đảo giá trị của bit đầu tiên trong ngăn xếp (Stack 0). Nếu sau 
một phép toán nhị phân mà sử dụng lệnh NOT thì kết quả sẽ bị đảo lại. Nghĩa 
là nếu kết quả phép toán nhị phân làm cho Stack 0 có giá trị logic “1” thì lệnh 
NOT sẽ cho kết quả là “0”, và ngược lại. 
 - Kết hợp lệnh NOT sau các cổng logic như OR, AND, XOR ta thu được 
các cổng NOR, NAND, XNOR. 
Ví dụ: 
- Cổng NAND với 2 ngõ vào I0.0 và I0.1 và ngõ ra Q0.0 là: 
LAD FBD STL 
- Cổng NOR với 2 ngõ vào I0.0 và I0.1 và ngõ ra Q0.0 là: 
LAD FBD STL 
7.7.2 Các lệnh nhận biết cạnh tín hiệu 
Hai lệnh nhận biết cạnh tín hiệu là lệnh nhận biết cạnh lên (EU) và nhận 
biết cạnh xuống (ED). 
Lệnh nhận biết cạnh lên (EU) sẽ đặt giá trị logic “1” vào bit đầu tiên của 
Stack 0 trong một chu kỳ quét chương trình khi phát hiện sự chuyển trạng thái 
từ 0 lên 1 trong Stack 0. Còn các trường hợp khác nó sẽ đặt Stack 0 về “0”. 
Lệnh nhận biết cạnh xuống (ED) sẽ đặt giá trị logic “1” vào bit đầu tiên của 
Stack 0 trong một chu kỳ quét chương trình khi phát hiện sự chuyển trạng thái từ 1 
xuống 0 trong Stack 0. Còn các trường hợp khác nó sẽ đặt Stack 0 về “0”. 
Ví dụ: Lấy cạnh lên của I0.0 xuất ra Q0.0, còn cạnh xuống xuất ra Q0.1. 
Châu Chí Đức 7 Các phép toán logic 
 119 
LAD FBD STL 
Hình 7.20: Giản đồ thời gian của ví dụ lấy cạnh lên và xuống của tín hiệu. 
Ví dụ 7.10: Viết chương trình điều khiển đơn giản cho băng tải sản phẩm 
(hình 7.21). Khi sản phẩm A được vận chuyển đến vị trí cần thao tác thì băng 
tải dừng lại (được phát hiện bởi cảm biến CB1). Ấn nút S1 thì băng tải tiếp tục 
hoạt động cho đến khi nào một sản phẩm đến đúng vị trí thì dừng lại. Quá 
trình cứ lặp lại như trên. 
Hình 7.21: ví dụ 7.10 
Chương trình như sau: 
Phân tích: 
- Điều kiện Set băng tải: Nút nhấn S1 
- Điều kiện Reset băng tải: Cảm biến CB1. 
- Sản phẩm đến cảm biến CB1 thì băng tải 
dừng lại, như vậy cảm biến luôn bị tác động. 
Nếu ta dùng ưu tiên Reset thì không thể nào 
khởi động lại băng tải. Còn nếu dùng ưu tiên 
Set thì khi nào sản phẩm qua khỏi cảm biến 
mới có thể buông tay thả nút nhấn S1 à Dùng 
lệnh nhận biết cạnh tín hiệu để khống chế. Và 
để chắc chắn sản phẩm đã qua cảm biến thì 
sử dụng lệnh nhận biết cạnh xuống. 
7 Các phép toán logic Châu Chí Đức 
 120 
LAD FBD STL 
7.8 Các Bit nhớ đặc biệt (Special Memory bits) 
 Các bit nhớ SM (Special memory bits) cung cấp nhiều chức năng trạng 
thái và điều khiển, cũng như cung cấp thông tin truyền thông giữa S7-200 và 
chương trình. Các bit nhớ đặc biệt có thể được sử dụng ở dạng bits, bytes, 
words và double words. Trong phần này chỉ trình bày các bit trạng thái của 
SMB0. Còn các bit nhớ SM khác sẽ được trình bày ở mỗi chương tương ứng 
trong quyển sách này và ở quyển tiếp theo (tập 2). 
 SMB0 chứa tám bit trạng thái và được cập nhật ở mỗi chu kỳ quét của 
S7-200. Đây là các bit nhớ chỉ đọc. 
Bit Chức năng 
SM0.0 Bit luôn luôn có trạng thái 1 
SM0.1 Bit có trạng thái 1 ở vòng quét đầu tiên của chương trình 
SM0.2 Bit báo dữ liệu bị thất lạc (0:dữ liệu còn đủ, 1: dữ liệu bị thất lạc). 
SM0.3 Bit báo PLC được đóng nguồn. (1: ở vòng quét đầu tiên, 0: ở các 
vòng quét còn lại). 
SM0.4 Bit tạo ra xung có chu kỳ 1 phút (0: trong 30s đầu, 1 trong 30s 
sau). 
SM0.5 Bit tao xung có chu kỳ 1s (tần số 1 Hz) (0: trong 0,5s đầu ; 1 trong 
0,5 s sau). 
SM0.6 Bit lên 1 ở một vòng quét và xuống 0 ở vòng quét tiếp theo. Nó 
được sử dụng để làm ngõ vào của bộ đếm vòng quét. 
SM0.7 Bit báo vị trí của công tắc chọn chế độ làm việc của PLC (0: 
TERM, 1: RUN). 
Ví dụ: Khi có tín hiệu sự cố (ngõ vào I0.0 (NC) xuống mức 0) thì đèn báo sự 
cố (Q0.0) sẽ nhấp nháy 1 Hz. Nhấn nút I0.1 để Reset. 
Châu Chí Đức 7 Các phép toán logic 
 121 
7.9 Câu hỏi và bài tập 
 Các bài tập ứng dụng giả sử dùng CPU 224 DC/DC/DC để điều khiển. 
BT7.1 An toàn cho lò hơi 
Một thiết bị lò hơi có hơi đi vào và ra 
khỏi lò được thực hiện tự động qua bộ 
điều chỉnh đặt ở bên ngoài. Lò hơi có đặt 3 
bộ cảm biến áp suất P1, P2 và P3 ở các vị 
trí khác nhau để kiểm soát quá áp suất. 
Mạch an toàn sẽ hoạt động khi có sự cố, 
trường hợp áp suất trong lò hơi tăng quá 
cao thì van an toàn từ tính Y1 sẽ hoạt 
động xả bớt hơi ra ngoài. Cần có ít nhất 
bất kỳ hai trong ba cảm biến tác động thì 
mạch an toàn mở van từ tính Y1. Hãy : 
- Viết chương trình sao cho nếu có bất 
kỳ 2 trong 3 cảm biến tác động thì 
van Y1 mở. 
- Vẽ sơ đồ nối dây tín hiệu phần cứng 
* Bảng ký hiệu: 
BT7.2 Điều khiển cơ cấu máy dập 
Một cơ cấu dập trong một máy 
dập nguyên liệu (ví dụ dập ra 
các vỏ hộp) có thể chuyển động 
nâng lên hay hạ xuống nhờ một 
động cơ điện M1 quay 2 chiều. 
Để đảm bảo an toàn cho tay 
người vận hành thì chỉ khi nào 
người vận hành dùng cả 2 tay 
nhấn đồng thời 2 nút nhấn S1 
(NO) và S2 (NO) thì bàn dập 
mới hạ xuống. Khi hạ xuống 
đụng công tắc hành trình giới 
hạn dưới S3 (NC) thì tự chạy 
nâng lên cho tới khi đụng công 
tắc hành trình giới hạn trên S4 
(NC) thì dừng lại. Chu kỳ lặp lại 
Hình 7.23 Mô hình máy dập nhỏ 
Hình 7.22 Mô hình lò hơi 
7 Các phép toán logic Châu Chí Đức 
 122 
khi nào người vận hành lại nhấn 2 nút nhấn S1 và S2. 
* Bảng ký hiệu: 
Hãy : 
- Viết chương trình điều khiển 
- Vẽ sơ đồ nối dây phần cứng 
BT7.3 Băng tải chuyển vật liệu 
Một thiết bị băng tải dùng để chuyển vật liệu từ thùng chứa vào xe 
goòng. Hãy viết chương trình sao cho: Khi bật công tắc khởi động S0 (NO), 
thì đèn H0 sáng báo hệ thống sẵn sàng làm việc. Khi nhấn nút S1 (NO) 
động cơ M1 chạy kéo băng tải và nguyên liệu trong thùng chứa được vận 
chuyển theo băng tải. Khi nhấn nút dừng S2 (NC) thì băng tải dừng lại. Khi 
xảy ra sự cố quá dòng (tiếp điểm nhiệt F3 (NC) tác động) thì động cơ sẽ 
dừng lại. 
v Sơ đồ công nghệ: 
Hình 7.24 Băng tải chuyển vật liệu 
* Bảng ký hiệu: 
Động cơ M1 
Châu Chí Đức 7 Các phép toán logic 
 123 
BT7.4 Điều khiển cổng ra vào 
 Một cổng ở công ty cần được điều khiển ở 2 chế độ tay và tự động nhờ 
một công tắc chọn S0 có 2 vị trí : 
- Ở chế độ tay: Nhấn nút mở S1 (NO) thì động cơ M1 quay phải và 
cổng mở ra, nếu thả tay ra thì động cơ dừng lại. Tuy nhiên, nếu cổng 
mở ra đụng công tắc hành trình giới hạn mở S3 (NC) thì cũng dừng 
lại. Tương tự, nếu nhấn nút đóng S2 (NO) thì động cơ M1 quay trái và 
cổng đóng lại, nếu thả tay ra thì động cơ dừng lại. Nếu đụng công tắc 
hành trình giới hạn đóng S4 (NC) thì cổng cũng dừng lại. 
- Ở chế độ tự động: Nhấn nút mở thì cửa sẽ mở cho tới khi đụng công 
tắc hành trình giới hạn mở S3 mới dừng lại. Khi nhấn nút đóng, cổng 
sẽ đóng lại cho tới khi đụng công tắc hành trình đóng S4 mới dừng lại. 
- Có thể dừng quá trình đóng hoặc mở bất cứ lúc nào nếu nhấn nút 
dừng S5 (NC) hoặc động cơ bị quá tải (tiếp điểm nhiệt F3 (NC) tác 
động ). 
- Trong quá trình đóng hoặc mở một đèn báo H1 sẽ sáng lên báo cổng 
đang hoạt động. Hãy : 
- Viết 2 chương trình con: Sub0 cho chế độ tay và Sub1 cho chế độ 
tự động. 
- Vẽ sơ đồ nối dây phần cứng 
v Sơ đồ công nghệ: 
Hình 7.15 Điều khiển cổng 
7 Các phép toán logic Châu Chí Đức 
 124 
v Bảng ký hiệu: 
BT7.5 Điều khiển xe rót vật liệu vào bồn chứa 
Một xe kéo dùng để rót vật liệu vào bồn chứa. Khi bật công tắc khởi 
động S0 (NO) thì đèn H0 sáng báo hệ thống sẵn sàng làm việc. Khi nhấn nút 
S1 (NO), động cơ M1 có điện kéo xe di chuyển lên, đồng thời đèn H1 chớp 
sáng với tần số 1Hz. Khi xe lên tới vị trí trên cùng đụng phải công tắc hành 
trình S4 (NC) thì dừng lại. Nhấn nút S2 (NO) động cơ M1 đảo chiều và kéo xe 
di chuyển xe xuống, đồng thời đèn báo H2 chớp với tần số 1Hz. Khi xe đến vị 
trí cuối cùng đụng phải công tắc hành trình S3 (NC) thì dừng lại. Khi động cơ 
M1 có sự cố quá dòng (tiếp điểm nhiệt F3 (NC) tác động) thì động cơ sẽ dừng 
lại) và đèn H0 sẽ chớp sáng với tần số 1Hz.. Quá trình mới được khởi động 
khi bật lại công tắc S0. Hãy: 
- Viết chương trình điều khiển 
- Vẽ sơ đồ nối dây phần cứng với PLC 
v Bảng ký hiệu: