PLC là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của PLC
1. PLC là gì?
PLC (viết tắt của Programmable Logic Controller) là một loại máy tính nhỏ có thể nhận dữ liệu thông qua các đầu vào của nó và gửi các hướng dẫn vận hành thông qua các đầu ra của nó. Về cơ bản, công việc của PLC là điều khiển các chức năng của hệ thống bằng cách sử dụng logic bên trong được lập trình trong đó. Các doanh nghiệp trên khắp thế giới sử dụng PLC để tự động hóa các quy trình quan trọng nhất của họ.
Dựa trên lập trình của nó, PLC sẽ quyết định có thay đổi đầu ra hay không. Đầu ra của PLC có thể điều khiển nhiều loại thiết bị, bao gồm động cơ, van điện từ, đèn chiếu sáng, thiết bị đóng cắt, ngắt an toàn và nhiều thiết bị khác.
2. Ưu điểm của việc sử dụng PLC
- PLC khá trực quan để lập trình. Ngôn ngữ lập trình của chúng rất đơn giản so với các hệ thống điều khiển công nghiệp khác, điều này làm cho PLC trở nên tuyệt vời cho các doanh nghiệp muốn giảm thiểu sự phức tạp và chi phí.
- PLC là một công nghệ hoàn thiện với nhiều năm thử nghiệm và phân tích đã hỗ trợ chúng. Thật dễ dàng để tìm thấy nghiên cứu mạnh mẽ về nhiều loại PLC khác nhauvà các hướng dẫn toàn diện để lập trình và tích hợp chúng.
- PLC có sẵn ở nhiều mức giá khác nhau, bao gồm nhiều mô hình cơ bản cực kỳ hợp lý mà các doanh nghiệp nhỏ và các công ty khởi nghiệp thường sử dụng.
- PLC cực kỳ linh hoạt và hầu hết các mô hình PLC phù hợp để điều khiển nhiều quá trình và hệ thống.
- PLC là thiết bị hoàn toàn ở trạng thái rắn, có nghĩa là chúng không có bộ phận chuyển động. Điều đó làm cho chúng đặc biệt đáng tin cậy và có thể tồn tại nhiều hơn trong các điều kiện thách thức hiện nay ở nhiều cơ sở công nghiệp.
- PLC có tương đối ít thành phần, điều này giúp chúng dễ dàng khắc phục sự cố hơnvà giúp giảm thời gian ngừng hoạt động bảo trì.
- PLC hoạt động hiệu quả và không tiêu tốn nhiều điện năng. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng và có thể đơn giản hóa việc cân nhắc hệ thống dây điện.
Hạn chế của việc sử dụng PLC
- PLC có ít khả năng xử lý dữ liệu cực kỳ phức tạp hoặc số lượng lớn các quy trình liên quan đến đầu vào tương tự thay vì đầu vào rời rạchệ thống điều khiển phân tán. Khi các cơ sở sản xuất trở nên tích hợp và tham gia nhiều hơn, số lượng ngày càng tăng có thể chuyển sang hoặc một phương pháp điều khiển công nghiệp thay thế khác.
- PLC của các nhà sản xuất khác nhau thường sử dụng phần mềm lập trình độc quyền. Điều này làm cho các giao diện lập trình PLC kém khả năng tương tác hơn chúng có thể, đặc biệt khi xét đến việc các ngôn ngữ lập trình của chúng có chung các tiêu chuẩn (xem bên dưới).
- PLC, giống như nhiều loại thiết bị điện tử khác, rất dễ bị nhiễu điện từ (EMI). Họ cũng có thể gặp các loại trục trặc điện tử thông thường khác như bộ nhớ bị hỏng và lỗi giao tiếp.
3. Cấu tạo và phân loại PLC
PLC có các bộ phận chính sau:
- Bộ xử lý trung tâm CPU.
- Rack/Mountin
- Module input/output.
- Power Supply: Nguồn cấp năng lượng
- Programming Device/Unit: thiết bị lập trình như Laptop, máy tính đã cài phần mềm lập trình.
4. Nguyên lý hoạt động của PLC
PLC nhận thông tin từ các cảm biến hoặc thiết bị đầu vào được kết nối, xử lý dữ liệu và kích hoạt đầu ra dựa trên các tham số được lập trình trước.
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 hoạt động, tự động bắt đầu và dừng các quy trình, tạo ra cảnh báo nếu máy bị trục trặc, v.v. Bộ điều khiển Logic có thể lập trình là một giải pháp điều khiển linh hoạt và mạnh mẽ, có thể thích ứng với hầu hết mọi ứng dụng.
5. Vậy lập trình PLC dùng để làm gì
PLC hoạt động với sự hỗ trợ của lập trình PLC và thường được sử dụng để điều khiển các cảm biến và màn hình.
- Chúng được sử dụng trong các ngành sử dụng hệ thống điều khiển vì chúng có thể tự hoạt động sau khi được lập trình.
- Xây dựng hệ thống trong một số ngành công nghiệp
- Ở ngoài cuộc sống bạn có thể dễ dàng bắt gặp trong việc điều khiển đèn giao thông or các thiết bị tại gia: máy giặt…
6. Ngôn ngữ lập trình chính của PLC là gì?
PLC là một thiết bị phức tạp mà các ngành công nghiệp chính phụ thuộc vào để vận hành trơn tru các nhà máy, xí nghiệp, v.v. Điều này là do khả năng điều khiển và phần cứng dễ sử dụng của nó.
Điều đó nói lên rằng, không có PLC nào có thể hoạt động hiệu quả nếu không có lập trình PLC. Và không có lập trình PLC nào có thể hiệu quả nếu không có các ngôn ngữ lập trình PLC. Hãy cùng điểm qua 4 ngôn ngữ lập trình PLC chính đang được sử dụng hiện nay:
- Sequential Flow Chart: Kiểu lập trình này liên quan đến việc sử dụng các ký hiệu để biểu diễn các lệnh. Nó được coi là hình thức lập trình đơn giản nhất chỉ sử dụng các quyết định logic. Khi nói đến loại ngôn ngữ lập trình PLC này, một số ký hiệu có thể có nghĩa khác nhau như dấu chấm dứt, đầu nối, đầu vào / đầu ra, v.v.
- Ladder Logic: Đây là phần quan trọng nhất của lập trình PLC. Vì tầm quan trọng của nó, nó bao gồm một số thuật ngữ cần được biết để biết nó hoạt động như thế nào. Một trong những thuật ngữ đó là ‘Rung.’ Đây là câu lệnh cơ bản trong ngôn ngữ lập trình PLC này. Các tín hiệu khác bao gồm: Y- Tín hiệu đầu ra bình thường, biểu tượng M – Motor, T – Timer, và C – Counter. Đây là ngôn ngữ được sử dụng phổ biến nhất trên tất cả các PLC
- Structured Text: Trong lập trình PLC này (còn được gọi là ST hoặc STX), các hướng dẫn đã thiết lập nằm trong danh sách câu lệnh. Kiểu lập trình này chỉ có sẵn trên một số thương hiệu PLC. Còn gì nữa? Đây là loại lập trình linh hoạt nhất cho bất kỳ người dùng nào. Tuy nhiên, chúng không dễ theo dõi như sơ đồ bậc thang hoặc ký hiệu logic. Phong cách lập trình mới nhất được gọi là văn bản cấu trúc đơn lẻ, là sự kết hợp giữa bậc thang và văn bản có cấu trúc
- Mnemonics (Instruction Lists): Đây là những hướng dẫn được viết dưới dạng ký hiệu. Nó chiếm ít bộ nhớ hơn các ngôn ngữ lập trình PLC khác. Chúng còn được gọi là Opcode và chúng được sử dụng trong các thiết bị lập trình cầm tay. Cũng giống như các ngôn ngữ lập trình khác, các ký hiệu khác nhau được sử dụng, một số ký hiệu trong số đó là:
- Đối với Omron, Input = I, Output = Q, Internal relay = W, Timer = T, Counter = C.
- Function Block: Ngôn ngữ lập trình này sử dụng ngôn ngữ đồ họa cho PLC
7. Phần mềm lập trình PLC
- Sysmac: Phần mềm này kết hợp cấu hình, lập trình, mô phỏng và giám sát trong một giao diện đơn giản. Sysmac rất phổ biến và được coi là rộng rãi vì nó cho phép người dùng và kỹ sư quản lý tất cả các nhu cầu cần thiết cho một máy móc, bao gồm cả an toàn và kiểm soát trong một hệ thống
- CX Programmer: Đây là loại phần mềm lập trình PLC hoạt động tốt với hầu hết các nơi trên thế giới ngày nay. Nó được tích hợp hoàn toàn trong bộ phần mềm CX-One. Đối với người dùng muốn phát triển PLC nhanh chóng, đây là phần mềm để sử dụng
