Lập trình và cấu trúc chương trình

Các thiết bị lập trình

Thiết bị lập trình được sử dụng để nhập chương trình cần thiết vào bộ nhớ của bộ xử lý. Chương trình được viết trên thiết bị này, sau đó được chuyển đến bộ nhớ của PLC.

Thiết bị này không kết nối cố định với PLC và có thể chuyển từ thiết bị điều khiển này sang thiết bị điều khiển khác. PLC vận hành mà không cần kết nối với thiết bị lập trình

Có hai loại thiết bị lập trình là thiết bị lập trình PG và thiết bị lập trình PC

Thiết bị lập trình PG: Đây là loại thiết bị lập trình cầm tay, có bàn phím nhỏ và màn hình tinh thể lỏng.

Các thiết bị lập trình cầm tay thường có bộ nhớ đủ để lưu giữ chương trình trong khi chuyển từ vị trí này sang vị trí khác.

Thiết bị lập trình PC: Là các máy tính cá nhân có cài đặt phần mềm và được thiết lập cấu hình như các trạm của PLC.Ưu điểm chính khi sử dụng máy tính là các chương trình có thể lưu trên đĩa cứng hoặc đĩa mềm dễ dàng, nhược điểm là việc lập trình khó thực hiện. Chương trình chỉ được chuyển vào bộ nhớ của PLC khi đã được viết hoàn chỉnh trên thiết bị lập trình.

Soạn thảo trên các khối chương trình

Tất cả các khối Logic (OB, FC, FB, DB) chứa chương trình ứng dụng sẽ nằm trong thư mục Block.

Soạn thảo chương trình cho khối OB1:

Chức năng chương trình soạn thảo của Step7 về cơ bản cũng giống như các chương trình soạn thảo khác, tức là cũng có các phím nóng để gõ nhanh, có chế độ cắt và dán, có chế độ kiểm tra lỗi cú pháp lệnh.

Để khai báo và soạn thảo chương trình cho các khối OB khác hoặc cho các khối FC, FB hoặc DB, ta có thể tạo một khối mới ngay trực tiếp từ chương trình soạn thảo.

Các bước soạn thảo một khối logic cho chương trình ứng dụng được tóm tắt như sau:

- Tạo khối logic hoặc từ cửa sổ màn hình chính của Step7 bằng cách chọn Einfuegen (Insert) trên thanh công cụ rồi vào S7 Block dể chọn loại khối logic mong muốn ( OB, FB, FC ) hoặc vào chương trình soạn thảo rồi từ đó kích biểu tượng New.

- Thiết kế local block cho khối logic vừa tạo.

Với tất cả các khối để hoàn thành công việc thiết kế Local Block ta cần phải chú ý việc khai báo theo bảng sau:

Soạn thảo chương trình: chương trình có thể được soạn thảo theo rất nhiều ngôn ngữ khác nhau ví dụ: FBD, LAD, STL....

Soạn thảo một chương trình trong khối logic FC1:

Ta thực hiện các bước như sau:

Tạo khối:

Tạo một khối logic mới

Sau khi chọn thư mục như hình vẽ trên trên màn hình sẽ hiện ra một cửa sổ sau:

Đặt tên và chọn chế độ làm việc cho khối logic mới

Trong hộp hội thoại cho phép ta chọn tên của FC ví dụ FC2. Trong thực tế Step7 luôn mặc định thứ tự của các FC và ta chỉ cần OK nếu ta chấp nhận tên như đã mặc định, ngoài ra ta còn có thể chọn chế độ viết chương trình trong khối hàm FC2 dưới dạng FBD, LAD hay STL. Cuối cùng ta nhấn nút OK. Trên màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ chính của Step7 như sau:

Gọi màn hình soạn thảo

Để soạn thảo chương trình trong FC2 ta chỉ cần nhấy đúp chuột trái vào biểu tượng của FC2 và lập tức sẽ hiện ra cửa sổ soạn thảo chương trình cho FC2:

Xây dựng Local block:

Trong cửa sổ màn hình soạn thảo ta xây dựng local block cho khối FC2 như sau:

Nhập dữ liệu vào khối Lokal block của khối FC

Soạn thảo chương trình:

Toàn bộ chương trình có thể viết trong khối logic FC2 như sau:

Soạn thảo chương trình trong khối logic FC1

Soạn thảo chương trình cho khối FB.

Tạo khối FB:

Ta có thể tạo khối FB bằng cách từ cửa sổ màn hình chính của Step7 ta dùng chuột phải và chọn các đối tượng như hình sau:

Sau khi chọn thư mục Funktionsblock trên màn hình xuất hiện một cửa sổ: Trong cửa sổ đó ta cần phải đặt tên cho khối FB mà ta mới chọn ví dụ FB1 (thông thường S7 tự gán cho một tên theo thứ tự mà người lập trình đã chọn khi đó nếu đồng ý ta chỉ cần nhấn nút OK). Ngoài ra ta còn có thể đặt tên cho khối FB; ví dụ: test_1, chọn cách viết chương trình STL, LAD, FBD hay S7-GRAPH,..... Sau khi đã điền đủ các thông tin vào cửa sổ màn hình ta nhấn nút OK.

Muốn soạn thảo chương trình trong khối FB ta chỉ cần nhấn đúp chuột trái vào biểu tượng FB trên màn hình chính. Sau khi thực hiện xong bước này ta sẽ có cửa sổ soạn thảo chương trình cho khối FB1 và công việc tiếp theo cũng được thực hiện giống như ta đã thực hiện đối với khối FC ở trên, đó là các bước như xây dựng Local block, soạn thảo chương trình.

Chọn ngôn ngữ viết chương trình trong khối FB1

Thủ tục gọi khối FB:

Vì khối FB bao giờ cũng làm việc với khối dữ liệu DB dùng để lưu giữ nội dung các biến kiểu STAT của Local block. Vì vậy để thực hiện việc gọi khối FB ta phải đặt tên cho khối dữ liệu DB tương ứng. Lệnh gọi khối hàm FB như sau:

Tuỳ theo nhu cầu sử dụng mà ta sử dụng một , hai hay nhiều khối DB ta phải đặt tên cho khối DB mà ta vừa chọn ví dụ DB1, DB2,... Sau khi đã chọn xong bước trên ta có thể soạn thảo chương trình cho khối DB1 và DB2 như sau:

Màn hình soạn thảo trong khối FBs

Sử dụng biến hình thức:

Step7 cung cấp một khả năng sử dụng tên hình thức trong lập trình thay vì các ký hiệu địa chỉ , chữ số khối FB, FC,...khó nhớ. Các tên hình thức được thay bởi một địa chỉ hay một tên khối tuỳ ý theo người lập trình tự đặt. Để làm được điều này, người lập trình cần phải khai báo trước trong một bảng có tên là Symbols.

Kích chuột vào thư mục mẹ của Block, ở đây là thư mục với tên mặc định là S7 Program(1), sau đó nháy phím chuột trái tại biểu tượng Symbole như hình vẽ ta sẽ có màn hình soạn thảo bằng các tên hình thức sau:

Sử dụng biến hình thức

Ghi các ký hiệu biến hình thức vào bảng Symbol

Sau khi điền đày đủ tên hình thức, địa chỉ ô nhớ mà nó thay thế ( hầu hết kiểu dữ liệu đều được S7 tự xác định căn cứ vào địa chỉ ô nhớ) và cất vào Project, ta sẽ quay trở lại màn hình chính của S7. Mở một khối chương trình, ví dụ OB1 và chọn biểu tượng dùng biến hình thức ta sẽ chuyển sang dạng soạn thảo với những biến hình thức như đẫ đặt sẵn trong bảng Symbole.

Màn hình soạn thảo với các tên biến hình thức

Muốn quay trở về để sử dụng lại các ký hiệu địa chỉ tuyệt đối ta nhấn lại nút đã chọn ban đầu là biểu tượng này nằm trên thanh công cụ .