Bộ điều Khiển Lập Trình PLC Simatic S7 - 200 - Cách Dùng

Bộ điều khiển lập trình PLC Simatic S7 – 200

4.1    Cấu hình cứng

4.1.1    Khối xử lý trung tâm

PLC S7-200 là thiết bị điều khiển lập trình loại nhỏ (micro PLC) của hãng Siemens (CHLB Đức) có cấu trúc theo kiểu modul và có các modul mở rộng. Thành phần cơ bản của S7 – 200 là khối xử lý trung tâm (CPU: Central Processing Unit) bao gồm hai chủng loại: CPU 21x và CPU 22x. Mỗi chủng loại có nhiều CPU. Loại CPU 21x ngày nay không còn sản xuất nữa, tuy nhiên hiện vẫn còn sử dụng rất nhiều trong các trường học và trong sản xuất. Tiêu biểu cho loại này là CPU 214. CPU 214 có các đặc tính như sau:

–     Bộ nhớ chương trình (chứa trong EEPROM): 4096 Byte (4 kByte)

• Bộ nhớ dữ liệu (Vùng nhớ V): 4096 Byte (trong đó 512 Byte chứa trong EEPROM)
• Số lượng ngõ vào:14 , và

• Số lượng ngõ ra: 10 ngõ ra digital tích hợp trong CPU
• Số module mở rộng: 7 gồm cả module analog
• Số lượng vào/ra số cực đại: 64
• Số lượng Timer :128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms, 16 Timer 10 ms và 108 Timer có độ phân giải 100ms.
• Số lượng Counter: 128 bộ đếm chia làm hai loại: 96 Counter Up và 32 Counter Up/Down.
• Bit memory (Vùng nhớ M): 256 bit
• Special memory (SM) : 688 bit dùng để thông báo trạng thái và đặt chế độ làm việc.
• Có phép tính số học
• Bộ đếm tốc độ cao (High-speed counters): 2 counter 2 KHz và 1 counter 7 KHz
• Ngõ vào analog tích hợp sẵn (biến trở): 2.
• Các chế độ ngắt và xử lý ngắt gồm: ngắt truyền thông, ngắt theo sườn lên hoặc xuống, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.

Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi.

Sơ đồ bề mặt của bộ điều khiển logic khả trình S7-200 CPU 214 được cho như hình 4.1.

• Mô tả các đèn báo trên CPU 214:
• SF (Đèn đỏ):          Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị lỗi. Đèn SF sáng lên khi PLC có lỗi.
• RUN ( Đèn xanh): cho biết PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong bộ nhớ chương trình của PLC.
• STOP (Đèn vàng): Đèn vàng STOP chỉ định PLC đang ở chế độ dừng. Dừng chương trình đang thực hiện lại.
• I x.x (Đèn xanh):    Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng ( x.x = 0.0 – 1.5). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.

Qy.y (Đèn xanh): Đèn xanh ở cổng ra chỉ định trạng thái tức thời của cổng ( y.y = 0.0 – 1.1). Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng.

Hiện nay, CPU 22x với nhiều tính năng vượt trội đã thay thế loại CPU  21x và hiện đang được sử dụng rất nhiều. Tiêu biểu cho loại này là CPU 224. Thông tin về CPU 22x được cho như bảng 4.1 và hình dáng CPU 224 ở hình 4.2.

*   Chọn chế độ làm việc cho PLC

Công tắc chọn chế độ làm việc nằm ở phía trên, có ba vị trí cho phép chọn các chế độ làm việc khác nhau của PLC:

–   RUN:    Cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ. PLC S7-200 sẽ rời khỏi chế độ RUN và chuyển sang chế độ STOP nếu trong máy có sự cố, hoặc trong chương trình gặp lệnh STOP.

• STOP: Cưỡng bức PLC dừng chương trình đang chạy và chuyển sang chế độ STOP. Ở chế độ STOP, PLC cho phép hiệu chỉnh, nạp, xóa một chương trình.
• TERM: Cho phép người dùng từ máy tính quyết định chọn một trong hai chế độ làm việc cho PLC hoặc RUN hoặc STOP.

*     Cổng truyền thông

S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích nối 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lập trình hoặc với các trạm PLC khác. Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud. Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là từ 300 baud đến 38400 baud.

Để ghép nối S7-200 với máy lập trình PG720 (hãng Siemens) hoặc với các loại máy lập trình thuộc họ PG7xx có thể sử dụng một cáp nối thẳng qua MPI. Cáp đó đi kèm theo máy lập trình.

Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485, và qua cổng USB ta có cáp USB/PPI.

*     Card nhớ, pin, clock (CPU 221, CPU222)

S7-200 cung cấp nhiều biện pháp đảm bảo cho chương trình người dùng, dữ liệu chương trình và cấu hình dữ liệu được duy trì sau:

Một tụ điện với điện dung lớn cho phép nuôi bộ nhớ RAM sau khi bị mất nguồn điện cung cấp. Tùy theo loại CPU mà thời gian lưu trữ có thể kéo dài nhiều ngày. Chẳng hạn ở CPU 224 là khoảng 100 giờ

Vùng nhớ EEPROM cho phép lưu chương trình, các vùng nhớ được người dùng chọn chứa vào EEPROM và cấu hình dữ liệu.

Cho phép gắn thêm Pin để nuôi RAM và cho phép kéo dài thêm thời gian lưu trữ dữ liệu, có thể lên đến 200 ngày kể từ khi mất nguồn điện. Nguồn của Pin sẽ được lấy sau khi tụ điện đã xả hết.

Card Clock / Battery module: đồng hồ thời gian thực (Real-time clock) cho CPU 221, 222 và nguồn pin để nuôi đồng hồ và lưu dữ liệu. Thời gian sử dụng đến 200 ngày.

*     Biến trở chỉnh giá trị analog:

Hai biến trở này được sử dụng như hai ngõ vào analog cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụng trong chương trình.

4.1.2      Khối mở rộng

Trên các CPU đã tích hợp sẵn một số các ngõ vào và ngõ ra số, chẳng hạn như CPU 224 DC/DC/DC có sẵn 16 ngõ vào và 14 ngõ ra. Tuy nhiên trong thực tế , xuất phát từ yêu cầu điều khiển như: cần nhiều hơn số ngõ vào/ra có sẵn, có sử dụng tín hiệu analog hay có các yêu cầu về truyền thông, nối mạng các PLC…mà ta phải gắn thêm vào CPU các khối mở rộng (Expansion module) có các chức năng khác nhau (bảng 4.2).

4.1.2.1    Digital module

Các module số gắn thêm vào khối CPU để mở rộng số lượng các ngõ vào/ra số.

• Khối ngõ vào số DI (Digital Input): Siemens sản xuất các khối ngõ vào số như: DI8 x 24VDC, DI8 x AC120/230V, DI16 x 24VDC.
• Khối ngõ ra số (Digital Output): Các ngõ ra này được chia ra làm 3 loại là ngõ ra DC, ngõ ra AC và ngõ ra relay. Điện áp ngõ ra có thể là 24Vdc hoặc 230Vac tùy loại, với số lượng ngõ ra có thể là 4 hoặc 8.

Ngoài ra còn có sự kết hợp các ngõ vào và ra số trên cùng một module.

4.1.2.2    Analog module

Ngoại trừ CPU 224XP có tích hợp sẵn 2 ngõ vào và 1 ngõ ra analog (2AI/1AO) để kết nối với ngoại vi nhận và phát tín hiệu analog, thì hầu hết các CPU khác của họ S7-200 đều không có tích hợp sẵn. Vì vậy khi điều khiển với tín hiệu analog thì yêu cầu người sử dụng phải gắn thêm các khối analog.

• Khối ngõ vào tương tự AI (Analog Input): Tín hiệu analog ngõ vào có thể là tín hiệu điện áp hoặc dòng điện. Tùy thuộc vào tín hiệu analog cần đọc là loại nào mà người sử dụng có thể cài đặt cho phù hợp bằng các công tắc được gắn trên module (Chi tiết xem chương xử lý tín hiệu analog).

Hiện có các khối ngõ vào: 4AI, 8AI. Đối với tín hiệu analog được tạo ra bởi thermocoupe (cặp nhiệt) và RTD thì sử dụng các module đo nhiệt tương ứng (bảng 4.2).

• Khối ngõ ra tương tự AO (Analog Output): Tín hiệu tương tự này có thể là điện áp hoặc dòng điện tùy theo người dùng cài đặt. Tín hiệu ra là điện áp nằm trong khoảng ± 10Vdc tương ứng với giá trị số từ -32000 tới + 32000 và tín hiệu dòng điện nằm trong khỏang từ 0 – 20mA tương ứng với giá trị số từ 0 tới +32000.

Ngoài các khối trên còn có các khối có sự kết hợp cả 2 loại tín hiệu vào và ra analog trên cùng một khối.

Bảng 4.2: Các loại khối mở rộng

4.1.2.3    Interlligent module

Các PLC S7-200 có thể nối vào các loại mạng khác nhau để tăng cường khả năng mở rộng, truyền thông với các thiết bị khác trong hệ thống tự động hóa.

– Master trong mạng AS-Interface: Giao tiếp  AS-i  (Actuator  Sensor  Interface) hay giao tiếp actuator/sensor là hệ thống kết nối cho cấp quá trình thấp nhất trong hệ thống tự động hóa nhằm tối ưu hóa việc kết nối cảm biến và cơ cấu chấp hành với thiết bị tự động hóa. Với module CP243-2 cho phép kết nối mạng AS-Interface vào PLC S7-200 và đóng vai trò là master.

• Kết nối vào mạng PROFIBUS-DP: Các PLC S7-200 có thể kết nối vào mạng Profibus hoạt động như một DP Slave nhờ vào khối mở rộng EM277. Việc sử dụng EM277 cho phép PLC S7-200 có thể kết nối truyền thông với các thiết bị trong mạng Profibus như: PLC S7-300, S7-400, màn hình điều khiển…
• Kết nối vào mạng Ethernet: Để có thể kết nối S7-200 vào mạng Industrial Ethernet thì cần có khối CP 243-1. Đây là khối truyền thông cho phép các PLC S7-200 có thể được cấu hình, lập trình, chẩn đoán từ xa qua Ethernet nhờ phần mềm STEP 7 Micro/win. Giúp cho các CPU S7-200 có thể giao tiếp với các S7-200 khác, S7-300 hay S7-400 qua Ethernet. Các CPU có thể sử dụng là họ CPU 22X. Có thể thực hiện cấu hình cho các CPU vào mạng Ethernet nhờ vào Wizard (Menu Tools → Ethernet wizard).
• Internet Technology: Khối mở rộng CP 243-1 IT cho phép các CPU S7- 200 có thể thực hiện các giám sát hay thay đổi qua trình duyệt Web từ một PC có nối mạng. Các thông báo chẩn đoán có thể gửi qua email từ một hệ thống. Sử dụng các chức năng IT cho phép trao đổi các tập tin dữ liệu với các máy tính hay các hệ thống điều khiển khác. Mỗi một khối CP 243-1IT chỉ nên kết nối cho 2 CPU S7-200.
• Modem module: Cho phép kết nối trực tiếp S7-200 vào đường dây điện thoại, và cung cấp truyền thông giữa S7-200 và Step 7- micro/Win.

Với công cụ Modem Expansion wizard cho phép thiết lập một modem ở xa hoặc kết nối S7-200 với một thiết bị ở xa qua modem.

Khả năng truyền thông của S7-200 được cho như hình 4.4.

4.1.2.4    Function module

Là các khối chức năng thực hiện các chức năng đặc biệt như điều khiển vị trí (position module), cân (SIWREX MS).

– Position module: Module vị trí được sử dụng để điều khiển tốc độ và vị trí của động cơ bước (stepper motor) hoặc động cơ servo (servo motor).  Với công cụ Position Control wizard trong phần mềm STEP 7–Micro/WIN  để thiết lập cấu hình cho module điều khiển vị trí. Module điều khiển vị trí thường được sử dụng là EM253.

SIWAREX MS: Là module cân đa năng và linh hoạt, nó được sử dụng với các hệ thống cân hoặc đo lực sử dụng PLC S7-200.

4.2    Màn hình điều khiển

Trong các yêu cầu điều khiển có giám sát thì đối với các PLC S7-200 chúng ta có thể gắn thêm các màn hình để điều khiển và giám sát. Hiện có các loại là: màn hình hiển thị dòng văn bản (Text Display), màn hình điều khiển bằng bàn phím (Operator panel) và màn hình cảm ứng (Touch Panel).

• Bảng điều khiển hiển thị dòng văn bản (Text Display): Các màn hình này có giá thành thấp, cho phép người vận hành máy có thể xem, giám sát bằng các dòng văn bản và thay đổi các thông số hay chế độ hoạt động của hệ thống điều khiển bằng các phím trên bảng điều khiển. Gồm có các loại là TD100C, TD200C, TD 200, TD400C (hình 4.5).

Các bảng điều khiển này có thể được thiết lập các thông báo và nút nhấn điều khiển dễ dàng bằng công cụ Text Display wizard (menu lệnh Tools > Text Display Wizard) trong STEP 7–Micro/WIN.

Operator Panel và Touch Panel: Các màn hình được ứng dụng điều khiển và giám sát các máy móc, thiết bị nhỏ. Thời gian thiết lập cấu hình và vận hành nhanh với phần mềm WinCC flexible. Gồm có các loại: OP 73micro, TP 177micro (màn hình này thay thế các màn hình trước TP 070/TP 170micro) (hình 4.6).

4.3   Các vùng nhớ

Bộ nhớ của các PLC S7-200 được chia ra làm các vùng nhớ như bảng 4.3.

• Vùng nhớ đệm ngõ vào số I:

CPU sẽ đọc trạng thái tín hiệu của tất cả các ngõ vào số ở đầu mỗi chu kỳ quét, sau đó sẽ chứa các giá trị này vào vùng nhớ đệm ngõ vào. Có thể truy cập vùng nhớ này theo bit, Byte, Word hay Doubleword.

• Vùng nhớ đệm ngõ ra số Q:

Trong quá trình xử lý chương trình CPU sẽ lưu các giá trị xử lý thuộc vùng nhớ ngõ ra vào đây. Tại cuối mỗi vòng quét CPU sẽ sao chép nội dung vùng nhớ đệm này và chuyển ra các ngõ ra vật lý. Có thể truy cập vùng nhớ này theo bit, Byte, Word hay Doubleword.

• Vùng nhớ biến V:

Sử dụng vùng nhớ V để lưu trữ các kết quả phép toán trung gian có được do các xử lý logic của chương trình. Cũng có thể sử dụng vùng nhớ để lưu trữ các dữ liệu khác liên quan đến chương trình hay nhiệm vụ điều khiển. Có thể truy cập vùng nhớ này theo bit, Byte, Word hay Doubleword.

• Vùng nhớ M:

Có thể coi vùng nhớ M như là các relay điều khiển trong chương trình để lưu trữ trạng thái trung gian của một phép toán hay các thông tin điều khiển khác. Có thể truy cập vùng nhớ này theo bit, Byte, Word hay Doubleword.

• Vùng nhớ bộ định thời T:

S7-200 cung cấp vùng nhớ riêng cho các bộ định thời, các bộ định thời được sử dụng cho các yêu cầu điều khiển cần trì hoãn thời gian. Giá trị thời gian sẽ được đếm tăng dần theo 3 độ phân giải là 1ms, 10ms và 100ms.

• Vùng nhớ bộ đếm C:

Có 3 loại bộ đếm là bộ đếm lên, bộ đếm xuống và bộ đến lên-xuống. Các bộ đến sẽ tăng hoặc giảm giá trị hiện hành khi tín hiệu tại ngõ vào thay đổi trạng thái từ mức thấp lên mức cao.

• Vùng nhớ bộ đếm tốc độ cao HC (High speed Counter):

Các bộ đếm tốc độ cao được sử dụng để đếm các sự kiện tốc độ cao độc lập với vòng quét của CPU. Giá trị đếm là số nguyên 32 bit có dấu. Để truy xuất giá trị đếm của các bộ đếm tốc độ cao cần xác định địa chỉ của bộ đếm tốc độ cao, sủ dụng vùng nhớ HC và số của bộ đếm, ví dụ HC0. Giá trị đếm hiện hành của các bộ đếm tốc độ cao là các giá trị chỉ đọc và truy xuất theo double word.

• Các thanh ghi AC (Accumulators):

Các thanh ghi AC là các phần tử đọc/ghi mà có thể được dùng để truy xuất giống như bộ nhớ. Chẳng hạn, có thể sử dụng các thanh ghi để truy xuất các thông số từ các chương trình con (Subroutine) và lưu trữ các giá trị trung gian để sử dụng cho tính toán. Các CPU S7-200 có 4 thanh ghi là AC0, AC1, AC2 và AC3. Chúng ta có thể truy xuất dữ liệu trong các thanh ghi này theo Byte, Word, và Doubleword.

• Vùng nhớ đặc biệt SM (Special Memory):

Các bit SM là các phần tử cho phép truyền thông tin giữa CPU và chương trình người dùng. Có thể sử dụng các bit này để chọn lựa và điều khiển một số chức năng đặc biệt của CPU, chẳng hạn như bit lên mức 1 trong vòng quét đầu tiên, các bit phát ra các xung có tần số 1Hz…Chúng ta truy xuất vùng nhớ SM theo bit, byte, word, doubleword.

• Vùng nhớ cục bộ L (Local Memory Area):

Vùng nhớ này có độ lớn 64 Byte, trong đó 60 byte có thể được dùng như vùng nhớ cục bộ hay chuyển các thông số tới các chương trình con, 4 byte cuối dùng cho hệ thống. Vùng nhớ này tương tự như vùng nhớ biến V chỉ khác ở chỗ các biến vùng nhớ V cho phép sử dụng ở tất cả các khối chương trình còn vùng nhớ L chỉ có tác dụng trong phạm vi soạn thảo của một khối chương trình mà thôi. Vị trí biến thuộc vùng nhớ L trong chương trình chính  thì không thể sử dụng ở chương trình con và ngược lại.

• Vùng nhớ ngõ vào tương tự AI (Analog Inputs):

Các PLC S7-200 chuyển giá trị một tương tự (chẳng hạn điện áp hay nhiệt độ) thành giá trị số và chứa vào một vùng nhớ 16 bit. Bởi vì các giá trị tương tự chiếm một vùng nhớ word nên chúng luôn luôn có các giá trị word chẵn, chẳng hạn như AIW0, AIW2, AIW4..và là các giá trị chỉ đọc.

• Vùng nhớ ngõ ra tương tự AQ (Analog Outputs):

Các PLC S7-200 chuyển một giá trị số 16 bit sang giá trị điện áp hoặc dòng điện, tương ứng với giá trị số (digital). Giống như các ngõ vào tương tự chúng ta chỉ có thể truy xuất các ngõ ra tương tự theo word. Và là các giá trị word chẵn, chẳng hạn như AQW0, AQW2, AQW4.

4.4    Quy ước địa chỉ trong PLC S7-200

4.4.1     Truy xuất theo bit

Để truy xuất địa chỉ theo dạng Bit chúng ta xác định vùng nhớ, địa chỉ của Byte và địa chỉ của Bit.

Trong hình 4.7 là bản đồ vùng nhớ của bộ đệm dữ liệu ngõ vào I (Process Image Input). Bản đồ của các vùng nhớ khác cũng có cấu trúc tương tự như vậy. Bit thấp nhất là bit 0 nằm bên phải và bit cao nhất là bit 7 nằm bên trái. Do đó chúng ta hoàn toàn có thể khai báo tương tự như ví dụ trên, chẳng hạn như: Q1.0, V5.2, M0.1…Dung lượng của các vùng nhớ phụ thuộc vào loại CPU mà chúng ta sử dụng.

4.4.2     Truy xuất theo byte (8 bit)

Khi truy xuất dữ liệu theo byte, chúng ta xác định vùng nhớ, và thứ tự của byte cần truy xuất.

Tương tự như ví dụ ta khai báo cho các vùng nhớ khác, chẳng hạn như IB3, MB2, QB5..

4.4.3     Truy xuất theo word (16 bit)

Đối với truy xuất vùng nhớ theo dạng word chúng ta cũng cần xác định vùng nhớ cần truy xuất, khai báo dạng word và địa chỉ của word trong vùng nhớ. Mỗi một vùng nhớ dạng word sẽ gồm 2 byte và được gọi là byte thấp và byte cao.

• Đối với tín hiệu tương tự (Analog) thì chúng ta chỉ có một dạng truy xuất duy nhất là truy xuất theo word. Điều này là do mỗi tín hiệu tương tự sẽ ứng với một giá trị số nguyên 16 bit. Ví dụ: AIW0, AIW2, AQW0…
• Khi truy xuất địa chỉ theo word thì hai word liền kề nhau bắt buộc cách nhau 2 byte. Ví dụ ta cần chứa 2 dữ liệu dạng số interger vào vùng biến V, thì dữ liệu thứ nhất giả sử chứa vào VW20 thì word kế tiếp lưu dữ liệu thứ hai là VW22.

4.4.4      Truy xuất theo 2 word (Double word = 32 bit)

Khi truy xuất vùng nhớ 32 bit, tương ứng với 4 byte. Trong đó gồm có word thấp, word cao và byte thấp, byte cao.

Tóm lại, về cơ bản chúng ta có bốn dạng truy xuất dữ liệu như trên. Trong mỗi yêu cầu điều khiển cụ thể chúng ta sẽ chọn truy xuất theo dạng nào.

• Kiểm tra trạng thái của các tín hiệu được tạo ra từ các ngoại vi nối với ngõ vào số như nút nhấn, cảm biến, công tắc hành trình… thì sẽ chọn truy xuất là bit, trong trường hợp này thì chọn địa chỉ ngõ vào tương ứng được kết nối ví dụ như I0.0, I0.5, I1.1…
• Xuất tín hiệu ra các cơ cấu chấp hành nhận tín hiệu nhị phân như relay, đèn báo, van từ … thì sẽ chọn truy xuất là bit, trong trường hợp này thì chọn địa chỉ ngõ ra tương ứng được kết nối ví dụ như Q0.0, Q0.2, Q1.0…
• Nhận tín hiệu từ các cảm biến tạo ra tín hiệu analog như cảm biến nhiệt độ, áp suất, độ ẩm … thì sử dụng địa chỉ word, ví dụ: AIW0, AIW2, AIW4…
• Xuất tín hiệu analog ra các cơ cấu chấp hành nhận tín hiệu analog như ngõ vào analog biến tần, van tỉ lệ … thì sử dụng địa chỉ word, ví dụ: AQW0, AQW2, AQW4…
• Trong quá trình thực hiện chương trình cần lưu trữ thông tin ở dạng số 16 bit như đếm số sản phẩm (số nguyên 16 bit) thì truy cập địa chỉ word, còn ở dạng 32 bit như nhiệt độ, áp suất (số thực) thì truy cập địa chỉ double word…

4.5     Xử lý chương trình

S7-200 thực hiện đọc và ghi dữ liệu theo logic điều khiển trong chương trình liên tục theo chu kỳ.

Hoạt động của S7-200 rất đơn giản:

• Đọc trạng thái các ngõ vào
• S7-200 sử dụng các ngõ vào này để thực hiện logic điều khiển theo chương trình được lưu trữ trong nó. Dữ liệu luôn được cập nhật khi chương trình được thực hiện.
• Xuất dữ liệu ra ngõ ra.

Hình 4.8 là một sơ đồ đơn giản chỉ mối quan hệ giữa sơ đồ điện và PLC S7-200. Các nút nhấn khởi động/dừng động cơ được kết nối với ngõ vào. Trạng thái của các ngõ vào tùy thuộc vào nút nhấn. Các trạng thái của ngõ vào sẽ quyết định trạng thái của ngõ ra. Ngõ ra được kết nối với contactor.

Tùy theo trạng thái của ngõ ra mà contactor có điện hay mất điện và tương ứng động cơ sẽ hoạt động hay dừng.

• Chu kỳ quét trong S7-200

S7-200 thực hiện một loạt các nhiệm vụ theo chu kỳ. Việc thực hiện các nhiệm vụ theo chu kỳ được gọi là chu kỳ quét (scan cycle). Hình 4.9 là ví dụ một chu kỳ quét. S7-200 thực hiện các nhiệm vụ sau trong một chu kỳ quét:

• Đọc ngõ vào: S7-200 sao chép trạng thái của các ngõ vào vật lý vào bộ đệm ngõ vào.

Digital inputs: Mỗi chu kỳ quét bắt đầu bằng cách đọc giá trị hiện hành các ngõ vào số và sau đó ghi các giá trị này vào vùng đệm ngõ vào.

Analog inputs: S7-200 không cập nhật các ngõ vào analog từ các module mở rộng nếu là chu kỳ quét bình thường trừ khi có kích hoạt khâu lọc các ngõ vào analog (xem chương xử lý tín hiệu analog). Bộ lọc analog được cung cấp cho phép ta có một tín hiệu ổn định hơn. Có thể cho phép bộ analog ở mỗi điểm ngõ vào analog. Khi một ngõ vào analog được kích hoạt ở bộ lọc, S7-200 cập nhật ngõ vào analog mỗi một lần trong chu kỳ quét và lưu trữ giá trị lọc. Giá trị lọc được cung cấp mỗi khi truy cập ngõ vào analog. Khi bộ lọc analog không được kích hoạt, S7-200 đọc giá trị ngõ vào analog từ module mở rộng mỗi lần chương trình truy xuất ngõ vào analog.

• Thực hiện theo logic điều khiển trong chương trình: S7-200 thực hiện các lệnh trong chương trình và lưu giá trị vào vùng nhớ.

Khi thực hiện chu kỳ quét, S7-200 thi hành từ lệnh đầu tiên cho đến lệnh cuối cùng. Các lệnh truy cập I/O tức thì cho phép ta truy xuất ngay lập tức các ngõ vào và ngõ ra khi thực hiện chương trình cũng như chương trình ngắt (interrupt routine).

Nếu có sử dụng các ngắt trong chương trình (chương trình ngắt được gọi bởi các yêu cầu ngắt) thì nó không được thực hiện ở chu kỳ quét

bình thường. Nó được thực hiện khi có sự kiện ngắt (có thể xảy ra tại bất kỳ thời điểm nào trong chu kỳ quét).

• Xử lý bất kỳ yêu cầu truyền thông nào: S7-200 thi hành bất kỳ nhiệm vụ được yêu cầu cho truyền thông.

Trong giai đoạn xử lý thông tin của chu kỳ quét, S7-200 xử lý bất kỳ thông tin nào nhận được từ cổng truyền thông hoặc từ các module truyền thông (intelligent I/O module).

• Thực hiện tự chẩn đoán CPU: S7-200 tự kiểm tra để đảm bảo phần firmware, bộ nhớ chương trình, và bất kỳ các moule mở rộng nào cũng đang làm việc đúng.

Trong giai đoạn này, S7-200 kiểm tra cho hoạt động thích hợp của CPU và trạng thái của bất kỳ module mở rộng nào.

• Xuất ra ngõ ra: Các giá trị được lưu trong vùng đệm ngõ ra sẽ được xuất ra các ngõ ra vật lý.

Tại cuối mỗi chu kỳ, S7-200 xuất các giá trị được lưu trong bộ đệm ngõ ra đến các ngõ ra số. (Các ngõ ra analog thì được cập nhật ngay lập tức, không phụ thuộc vào chu kỳ quét).

Việc thực hiện chương trình còn tùy thuộc vào S7-200 đang ở chế độ STOP hay chế độ RUN. Ở chế độ RUN thì chương trình được thực hiện; còn ở chế độ STOP thì chương trình không được thực hiện.