PLC là gì? Cấu tạo và ưu điểm vượt trôi của PLC so với ddc

PLC là gì?

PLC (viết tắt của Programmable Logic Controller) là thiết bị cho phép lập trình thực hiện các thuật toán điều khiển logic. Bộ lập trình PLC nhận tác động các sự kiện bên ngoài thông qua ngõ vào (input) và thực hiện hoạt động thông qua ngõ ra (output). PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi bất kỳ từ ngõ vào, dựa theo logic chương trình ngõ ra tương ứng sẽ thay đổi.

Cấu tạo của PLC

Thông thường, hệ thống PLC có các bộ phận chính sau:

Bộ nhớ RAM, ROM ngoài ra có thể sử dụng vùng nhớ ngoài – EPROM.

Bộ xử lý trung tâm CPU.

Module input/output. Thông thường module I/O được tích hợp trên PLC, khi có nhu cầu mở rộng I/O có thể lắp module I/O.

Ngoài ra, PLC còn có các bộ phận khác:

Cổng kết nối PLC và máy tính: RS232, RS422, RS485 thực hiện đổ chương trình và giám sát chương trình.

Cổng truyền thông: PLC thường tích hợp cổng truyền thông Modbus RTU. Tùy hãng và dòng sản phẩm, PLC có thể được tích hợp thêm các chuẩn truyền thông khác như Profibus, Profinet, CANopen, EtherCAT…

Nguyên lý hoạt động của PLC

PLC nhận thông tin từ các cảm biến được kết nối hoặc thiết bị đầu vào, xử lý dữ liệu và kích hoạt đầu ra dựa trên các tham số được lập trình sẵn. Tùy thuộc vào đầu vào và đầu ra, PLC có thể giám sát và ghi lại dữ liệu thời gian chạy như năng suất máy hoặc nhiệt độ trong quá trình vận hành, tự động khởi động và dừng quá trình, tạo báo động nếu máy gặp trục trặc và hơn thế nữa. Bộ điều khiển logic khả trình là một giải pháp điều khiển linh hoạt và mạnh mẽ, có thể thích ứng với hầu hết mọi ứng dụng

Các đầu vào ra I/O

I/O: digital, analog, high speed, nhiệt độ và trọng lượng là các I/O phổ cập nhất. Các tín hiệu từ bộ cảm biến, nút nhấn, công tắc,.. được nối vào các module đầu vào của PLC, các cơ cấu chấp hành được nối với các module đầu ra của PLC. Đa số các PLC có điện áp hoạt động bên trong là 5V, tín hiệu xử lý là 12/24Vdc hoặc 100/240Vac. Và thường trên PLC sẽ được trang bị các đèn LED để báo hiệu trang thái hoạt động của các I/O.

Lập trình PLC

Một chương trình PLC thường được viết trên máy tính và sau đó được tải xuống bộ điều khiển. Hầu hết các phần mềm lập trình PLC đều cung cấp ngôn ngữ lập trình Ladder Logic, hoặc C. Ladder Logic là ngôn ngữ lập trình truyền thống. Nó bắt chước sơ đồ mạch với các nhịp rung động của logic đọc từ trái sang phải. Mỗi nấc đại diện cho một hành động cụ thể được điều khiển bởi PLC, bắt đầu bằng một đầu vào hoặc một loạt các đầu vào rồi dẫn đến đầu ra. Do bản chất trực quan của nó, Ladder Logic có thể dễ thực hiện hơn nhiều ngôn ngữ lập trình khác. Lập trình C là một sự đổi mới gần đây. Một số nhà sản xuất PLC cung cấp phần mềm lập trình có sẵn.

3 bước cần làm để lập trình một chương trình PLC

Xác định các tín hiệu I/O: đầu vào (Input), đầu ra (Output).

Xác định yêu cầu, nguyên lý, quy trình công nghệ

Lập trình => chạy thử => chỉnh sửa

Chú thích: để có được một chương trình hoạt động chính xác theo yêu cầu và không cần chỉnh sửa nhiều lần, đòi hỏi người lập trình không chỉ am hiểu về ngôn ngữ lập trình, mà còn phải tìm hiểu về các trang thiết bị đầu cuối được sử dụng trong quy trình công nghệ này.

Ưu điểm vượt  trội của PLC

1. PLC dễ dàng tạo luồng ra và chương trình PLC dễ dàng thay đổi và sửa chữa. Được trang bị các công cụ phần mềm để tìm ra lỗi cả phần cứng và phần mềm, từ đó sửa chữa thay thế hay theo dõi được cả phần cứng và phần mềm dễ dàng hơn.

2. Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu được cấp từ bộ điều khiển bằng rơle.

3. Phần mềm lập trình PLC dễ sử dụng: phần mềm dễ sử dụng được hiểu là không cần những người có kiến thức sử dụng quá chuyên nghiệp như sử dụng hệ thống rơle tiếp điểm và không tiếp điểm.

4. Không như máy tính, PLC có mục đích thực hiện nhanh các chức năng điều khiển, chứ không phải mang mục đích làm dụng cụ để thực hiện đa chức năng. Ngôn ngữ dùng để lập trình PLC dễ hiểu mà không cần đến kiến thức chuyên môn về PLC. Cả trong việc thực hiện sửa chữa cũng như việc duy trì hệ thống PLC tại nơi làm việc.

5. Việc tạo ra PLC không những dễ cho việc chuyển đổi các tác động bên ngoài thành các tác động bên trong (tức chương trình), mà chương trình tác động nối tiếp bên trong còn trở thành một phần mềm có dạng tương ứng song song với các tác động bên ngoài. Việc chuyển đổi ngược lại này là sự khác biệt lớn so với máy tính.

6. Thực hiện nối trực tiếp : PLC thực hiện các điều khiển nối trực tiếp tới bộ xử lý (CPU) nhờ có đầu nối trực tiếp với bộ xử lý. Đầu I/O này được đặt tại giữa các thiết bị ngoại vi và CPU có chức năng chuyển đổi tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi thành các mức logic và chuyển đổi các giá trị đầu ra từ CPU ở mức logic thành các mức mà các thiết bị ngoại vi có thể làm việc được.

7. Dễ dàng nối mạch và thiết lập hệ thống: trong khi phải chi phí rất nhiều cho việc hàn mạch hay nối mạch trong cấp điều khiển rơle, thì đối với PLC những công việc đó đơn giản được thực hiện bởi chương trình và các chương trình đó được lưu giữ ở băng catssete hay đĩa CDROM, sau đó thì chỉ việc sao trở lại.

8. Thiết lập hệ thống trong một vùng nhỏ: vì linh kiện bán dẫn được đem ra sử dụng rộng dãi nên cấp điều kiện này sẽ nhỏ so với cấp điều khiển bằng rơle trước đây.

9. Tuổi thọ là bán- vĩnh cửu: vì đây là hệ chuyển mạch không tiếp điểm nên độ tin cậy cao, tuổi thọ lâu hơn so với rơle có tiếp điểm.

So sánh giữa DDC và PLC