PLC là gì

Theo định nghĩa PLC ( Programmable Logic Controller) là là bộ điều khiển được thông qua ngôn ngữ lập trình, nhờ đó mà chúng ta có thể lắp đặt vào các ứng dụng công nghiệp một các linh hoạt, với giá thành hợp lý, đặc biệt là hoạt động bền bỉ, liên tục trong môi trường công nghiệp, nó đang ngày càng một phổ biến hơn.

Thiết bị PLC

Cách đây chục năm trở về trước, thiết bị PLC còn chưa phổ biến và đắt đỏ. Để thực hiện một chu trình hoạt động của máy móc, người kỹ sư phải kết hợp rất nhiều phần cứng, rơ le dây dẫn và các thiết bị hỗ trợ như timer. Cực kỳ phức tạp để build một hệ thống đơn giản, và khó cho việc sửa chữa sau này.

PLC ra đời để giải quyết các vấn đề đó.

Với ưu điểm linh hoạt, dễ dàng lắp đặt sử dụng. Ngôn ngữ lập trình trực quan dễ học, bộ nhỡ rộng chứa được những chương trình phức tạp, hoạt động tin cậy, bền bỉ trong môi trường công nghiệp. Và đặc biệt là giá thành ngày càng được đẩy xuống, người dùng tiếp cận dễ dàng hơn.

Giới thiệu về PLC

Hiểu là nó giống như cấu trúc của một máy tính, gồm CPU để điều khiển, và bộ nhớ RAM, các cổng I/O vào ra. Những module có thể được mở rộng thêm.

Cấu trúc PLC

Hình trên khái quát cơ bản cấu trúc PLC được kết nối với nhau, thực tế nó còn phức tạp hơn nhiều với để đảm bảo hoạt động PLC bền bỉ cần thêm module lọc nhiễu, ổn định nguồn áp.

Nguyên lý hoạt động

CPU điều khiển tất cả các hoạt động bên trong PLC, thu thập tín hiệu đầu vào kết hợp với chương trình lập trình, xong xuất tín hiệu đầu ra cho các rơle. Tất cả các thứ tự thao tác được tuân theo chương trình lập trình trong bộ nhớ.

Hình trên là cấu trúc xuất dữ liệu vào ra, hệ thống Bus truyền tín hiệu song song trực tiếp.

•  Address Bus : Gọi là bus địa chỉ được truyền từ module này sang module khác. Gồm 8 đường truyền, cùng một thời điểm cho phép truyền 8 bit đồng thời và song song
• Data Bus : Bus truyền data dữ liệu. Các thông tin dữ liệu vào ra của CPU và các module vào ra thông qua bus này.
• Control Bus :  Bus điều khiển dùng để truyền và điều khiển đồng bộ hoạt động trong PLC

Tổng thể rằng tất cả các hệ thông bus trên có nhiệm vụ cầu nối trao đổi thông tin giữa bộ vi xử lý trung tâm và các đầu I/O , kết hợp với một xung clock 1,8 Mhz, là bộ định thời, quyết định tốc độ của CPU, là đồng hồ của hệ thống.

Bộ nhớ trong PLC là bộ định thời trung gian cho các cổng I/O, là bộ đệm delay, timer , đếm cho các chức năng PLC. Nó được cấu tạo bởi các vi mạch bán dẫn silic, mỗi vi mạch này chứa được khoảng trên 2000 dòng lệnh, tùy theo mã sản phẩm mà mở rộng nâng cấp thêm.

1. Ram ( Random Access Memory ) dùng để khởi tạo và chạy chương trình, lưu ý bị xóa trắng nếu như mất điện. Nhưng với những dòng PLC cao cấp bây giờ được tích hợp cục pin điện khô bên trong kèm theo có thể lưu nội dung được vài năm.
2.  EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) bộ nhớ chỉ đọc, được nạp từ nhà sản xuất, cái này thường do nhà sản xuất quy định và tự tạo, ít khi được người dùng can thiệp.
3. Cuối cùng là môi trường lưu trữ chương trình chạy được lưu trong máy lập trình.

Cổng vào ra I/O

Các đầu cảm biến như cảm biến quang, điện dung, tín hiệu đầu vào được nối vào cổng Input plc ( ngõ đầu vào ) và các cơ cấu chấp hành xi lanh, rơ le trung gian, được nối vào các cổng đầu ra Output. Tùy từng phiên bản khác nhau mà ngõ ra có thể là 12V, 24V, hay 240V.

Mỗi một cổng I/O trong quá trình hoạt động thay đổi trạng thái logic được biểu thị bằng các đèn led bật tắt trên thân PLC, dễ dàng theo dõi trong khi chạy trương trình của hệ thống.

Trên đây là những kiến thức tổng quan về cấu tạo và quá trình hoạt động của bộ lập trình PLC.

Những ưu điểm khi sử dụng bộ lập trình PLC trong góc độ người đi làm

• Về ngôn ngữ lập trình ladder dễ hình dung và thực tế nhất, người mới cũng có thể tiếp cận một cách dễ dàng. Không khó như ngôn ngữ lập trình C, hay vi điều khiển
• Gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt và sửa chữa. Thật vậy, khi hư hỏng hệ thống trong nhà máy do chập điện hay lỗi phần cứng. Nếu dùng PLC sẽ khoanh vùng được chỗ sửa chữa một cách tối đa và hiệu quả.
• Hoạt động bền bỉ và liên tục trong môi trường công nghiệp. Thật vậy, được thiết kế chuyên biệt cho môi trường công nghiệp, với các cấp bảo vệ, chống nhiễu. Hiếm khi mình thấy có trường hợp bị treo, hay lỗi khi chạy trong môi trường nhiễu xạ nhiều.
• Giá cả ngày càng cạnh tranh vừa với túi tiền của khách hàng. Với lại mình cũng có thể tìm mặt hàng cũ chất lượng, mà giá thành giảm đi rất nhiều.

Trên đây là một ứng dụng trong tủ điều khiển sao tam giác ứng dụng PLC.