PLC là thiết bị dùng để điều khiển lập trình và nó có khả năng thực hiện linh hoạt các thuật toán thông qua các ngôn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể dễ dàng tạo ra chương trình lập trình hàng loạt các sự kiện, thao tác. Vậy PLC là gì, có những loại PLC nào, mời bạn tham khảo bài viết dưới đây nhé!
PLC là gì?
PLC được viết tắt của từ Programmable Logic Controller – đây là thiết bị cho phép lập trình thực hiện được các thuật toán điều khiển logic. Bộ lập trình PLC sẽ nhận tác động các sự kiện bên ngoài thông qua ngõ vào (input) và thực hiện các hoạt động thông qua ngõ ra (output). PLC được hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi bất kỳ nào từ ngõ vào và dựa theo logic thương trình ngõ ra tương ứng sẽ thay đổi.
Ngôn ngữ lập trình PLC được biết đến nhiều nhất hiện nay là Step, Ladder,… Tuy nhiên thì mỗi hãng sản xuất sẽ có những ngôn ngữ lập trình riêng. Một số hãng sản xuất PLC phổ biến hiện nay là Mitsubishi, INVT,…
Cấu tạo và phân loại
Thông thường trong hệ thống PLC sẽ có các bộ phận chính sau:
– Bộ nhớ chương trình: RAM, ROM và ngoài ra có thể sử dụng vùng nhớ ngoài là EPROM
– Bộ xử lý trung tâm CPU
– Module input/output và thông thường sẽ có module I/O được tích hợp trên PLC, khi có nhu cầu mở rộng I/O thì có thể lắp thêm
Ngoài ra, PLC còn có một số bộ phận khác là:
– Cổng kết nối PLC và máy tính: RS232, RS422, RS485 để thực hiện đổ chương trình và giám sát chương trình
– Cổng truyền thông: PLC thường được tích hợp cổng truyền thông Modbus RTU. Tuỳ vào hãng hay dòng sản phẩm mà PLC có thể tích hợp thêm các chuẩn truyền thông kỹ thuậ như: Profibus, Profinet, …
Nguyên lý hoạt động
CPU sẽ điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ xử lý sẽ đọc và kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ rồi sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong chương trình là sẽ đóng hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái ngõ ra ấy sẽ được phát tới các thiết bị liên kết để thực thi và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ
Hệ thống Bus là tuyến dùng để truyền tín hiệu và hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song:
– Address Bus: Bus là địa chỉ dùng để truyền địa chỉ đến các Modul khác nhau
– Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu
– Control Bus: Bus sẽ điều khiển người dùng để truyền các tín hiệu và điều khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC
Trong PLC thì các số liệu sẽ được trao đổi giữa bộ vi xử lý và các modul vào ra thông qua Data Bus. Address Bus và Data Bus sẽ có 8 đường và ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bit của 1 byte một cách đồng thời hay song song với nhau
Nếu một module đầu vào nhận được địa chỉ của nó trên Address Bus thì nó sẽ chuyển tất cả trạng thái đầu vào của nó vào Data Bus. Còn nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên Address Bus thì module đầu ra tương ứng sẽ nhận được dữ liệu từ Data Bus. Control Bus sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động của PLC, các địa chỉ và số liệu được chuyển lên các Bus tương ứng trong một khoảng thời gian tương ứng
Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thông tin giữa CPU, bộ nhớ và cả I/O. Bên cạnh đó thì CPU sẽ được cung cấp một xung Clock và có tần số từ 1,8MHZ. Xung này quyết định tốc độ hoạt động của PLC và cung cấp các yếu tố về định thời và đồng hồ của hệ thống.
Ưu nhược điểm
Ưu điểm
Để khắc phục được những ưu điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiển bằng relay), người ta đã chế tạo PLC nhằm đáp ứng một số các yêu cầu sau:
– Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ dễ học
– Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản và sử dụng
– Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp
– Giá cả có thể cạnh tranh được
– PLC hiện ay sẽ được chế tạo và cải tiến cho gọn nhẹ để người dùng có thể dễ dàng bảo quản và sửa chữa
– Các PLC đời mới hiện nay được cải tiến nhiều nên hoàn toàn được tin cậy sử dụng trong môi trường tủ bảng điện công nghiệp
– Việc giao tiếp được các thiết bị thông minh khác như: nối mạng, máy tính và các môi Module mở rộng để đáp ứng được cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.
Nhược điểm
– Giá thành cao: chi phí sản phẩm cao hơn so với chi phí mạch relay thông thường. Tuy nhiên thì hiện nay thị trường Việt Nam đã có rất nhiều hãng PLC đến từ các nước Đức, Nhật, Mỹ,…. Dẫn đến giá thành cũng cạnh tranh hơn
– Chi phí phần mềm lập trình: hiện nay chi phí mua licence phần mềm lập trình tùy thuộc vào hãng sản xuất. Hiện nay có 2 dạng là do hãng sản xuất cho phép sử dụng miễn phí và hãng sản xuất yêu cầu mua mua licence
– Yêu cầu người dùng phải có kiến thức về lập trình PLC để cho thiết bị PLC đáp ứng tốt trong điều khiển và người sử dụng cần có kiến thức căn bản về lập trình PLC
Vai trò
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang đưa ra những thách thức không hề nhỏ đối với cá doanh nghiệp và trong dây chuyền sản xuất của doanh nghiệp, PLC không đơn thuần là thiết bị điều khiển dùng để đáp ứng về logic và tốc độ mà còn về truyền thông hay trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị điều khiển khác cuối cùng rồi tạo nên một mạng lưới khép kín.
Cách điều khiển
Điều khiển logic:
- Điều khiển tự động và bán tự động quy trình máy
- Hỗ trợ bộ đếm (Counter) và bộ định thời gian (Timer)
Điều khiển đáp ứng:
- Giải thuật điều khiển PID và logic mờ
- Điều khiển biến tần
- Điều khiển động cơ Servo và động cơ bước
- Điều khiển đáp ứng nhiệt độ, áp suất, lưu lượng,….
Mạng truyền thông:
- Kết nối nhiều bộ điều khiển PLC
- Có thể kết nối bộ điều khiển PLC với hệ thống SCADA
Ứng dụng
Trong ngành công nghiệp hiện đại, bộ lập trình PLC đóng vai trò đặc biệt quan trọng, đặc biệt là trong công nghiệp sản xuất. Với nhiều ưu điểm vượt trội về giá thành lẫn hiệu xuất sử dụng mà PLC được dùng rộng rãi, phổ biến trong các hệ thống như: cấp nước, nhà máy xử lý nước thải, đóng gói, chế biến,…
Cụ thể PLC là dùng trong công nghệ điều khiển cánh tay Robot để gắp phôi từ băng tải bỏ qua bàn để gia công của máy CNC, hay điều khiển robot để đưa vật liệu vào băng tải hay thực hiện việc đóng hộp, dán tem nhãn,…
Ngoài ta thì bộ lập trình PLC còn được dùng trong các ứng dụng giám sát quá trình trogn nhà máy mạ, các dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử trong các nhà máy hay dây chuyền kiểm tra chất lượng sản phẩm,… bằng các công tắc hành trình, cảm biến,…
PLC khác gì với các thiết bị điều khiển khác?
Ngày nay, bộ điều khiển lập trình PLC đang dần có chỗ đứng trong các hệ thống điện thay vì dùng relay, contactor thông thường
Hệ thống điều khiển thông thường
– Khi bạn muốn thay đổi chương trình buộc phải lắp đặt lại toàn bộ
– Rất khó cho việc bảo trì & sửa chữa
Hệ thống điều khiển bằng PLC
– Sự thay đổi ngõ vào, ra và điều khiển hệ thống được dễ dàng hơn thông qua các phần mềm trên máy tính hay console
– Tiện lợi trong khâu bảo trì, sửa chữa
– Có độ bền và độ tin cậy cao
– Các module rời cho phép thay thế hay mở rộng ra khi cần thiết
– Công suất tiêu thụ ít hơn và tốc độ hoạt động của hệ thống được nhanh hơn
Sản phẩm PLC tại Điện Châu Á
PLC thương hiệu Siemen (S7-200-…1200 của Siemens)
- PLC S7 – 1200 là một trong các dòng PLC mới của hãng SIEMENS, với các tính năng nổi bật là đơn giản nhưng lại có độ chính xác cao. PLC S7-1200 được ra đời vào năm 2009 nhằm để thay thế S7-2. Nó được tự động hóa đánh giá cao và yêu thích bởi vì S7 -1200 đã được khắc phục những nhược điểm của con S7-200 một cách hoàn hảo
- Dòng PLC Siemens S7 1200 là thiết bị tự động hóa đơn giản nhưng có độ chính xác cao và tốc độ xử lý nhanh hơn. Nó được thiết kế dưới dạng module nhỏ gọn, linh hoạt và phù hợp cho một loạt các ứng dụng
- PLC S7 1200 của hãng Siemens có một giao diện truyền thông mạnh mẽ nhằm đáp ứng tiêu chuẩn cao nhất của truyền thông công nghiệp với đầy đủ các tính năng công nghệ mạnh mẽ được tích hợp sẵn để làm cho nó trở thành một giải pháp tự động hóa hoàn chỉnh, toàn diện
PLC thương hiệu Mitsubishi (FX3U. FX5U của MITSU)
- PLC Mitsubishi là một dòng sản phẩm của Tập đoàn Mitsubishi Electric – Nhật Bản. PLC của hãng Mitsubishi được ứng dụng rộng rãi trong bộ điều khiển các hệ thống công nghiệp, từ đơn giản cho đến phức tạp
- PLC Mitsubishi có ưu điểm lớn về giá thành cho đến chất lượng sản phẩm và khả năng đáp ứng tốt các cấu hình có yêu cầu cao về tính năng: giao tiếp truyền thông, ngõ ra vào tương tự, ngõ ra phát xung tốc độ cao, loadcell, bộ đếm ngõ vào tốc độ cao, các module đọc nhiệt độ,…
- Ở Việt Nam, PLC Mitsubishi chính thức có mặt từ năm 2011 và được dùng nhiều trong các ngành Dệt sợi, Bao bì, Nhựa, Carton, Thực phẩm,…
- Một số dòng PLC Mitsubishi được biết đến đầu đời như: F/FX Series “ FX1N, FX1S, FX2N, FX3G,….
Liên hệ Điện Châu Á qua số Hotline: 0918 39 30 93 để biết thêm thông tin, đồng thời chúng tôi sẽ tư vấn báo giá sớm nhất cho bạn
