PLC là thiết bị được ứng dụng phổ biến trong công nghiệp cũng như đời sống hiện nay. Tuy nhiên, có rất nhiều người dùng không biết PLC là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động như thế nào? Ưu nhược điểm là gì? Tất cả sẽ được điện máy Sharp trình bày chi tiết trong bài viết dưới đây

– Xem thêm: IC LM358 là gì? Tìm hiểu về sơ đồ và nguyên lý của LM358

Khái niệm PLC là gì?

– PLC là viết tắt của từ Pprogrammable Logic Controller là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình.

– Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm.

– Các hãng sản xuất PLC rất nổi tiếng và được sử dụng nhiều nhất phải kể đến: Siemens (Đức), Omron và Mitsubishi (Nhật Bản), Delta (Đài Loan). Tại Việt Nam, dòng PLC của Siemens và Mitsubishi là phổ biến nhất. Nó được đưa vào chương trình đào tạo của các trường kỹ thuật.

Ưu điểm của PLC

– Dễ dàng thay đổi chương trình theo ý muốn

– Thực hiện được các thuật toán phức tạp và độ chính xác cao.

– Mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng trong việc bảo quản và sửa chữa.

– Cấu trúc PLC dạng module, cho phép dễ dàng thay thế, mở rộng đầu vào/ra, mở rộng chức năng khác

– Khả năng chống nhiễu tốt, hoàn toàn làm việc tin cậy trong môi trường công nghiệp.

– Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: Máy tính, nối mạng truyền thông với các thiết bị khác.

Nhược điểm của PLC

– Đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ chuyên môn cao

– Giá thành cao

Cấu trúc của PLC

Cấu trúc của PLC

– Đa số các PLC sẽ có các bộ phận chính như sau:

  • Bộ nhớ chương trình RAM, ROM: là một bộ nhớ chương trình bên trong, ta có thể thêm bộ nhớ bên ngoài EPROM
  • Một bộ vi xử lý trung tâm CPUcó vai trò xử lý các thuật toán
  • Các modul vào /ra tín hiệu

Nguyên lý hoạt động của PLC

– Nguyên lý vận hành của PLC như sau: Đầu tiên các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi (như các sensor, contact, …) được đưa vào CPU thông qua module đầu vào. Sau khi nhận được tín hiệu đầu vào thì CPU sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều khiển qua module đầu ra xuất ra các thiết bị được điều khiển bên ngoài theo 1 chương trình đã được lập trình sẵn.

Nguyên lý hoạt động của PLC

– Một chu kỳ bao gồm đọc tín hiệu đầu vào, thực hiện chương trình, truyền thông nội, tự kiểm tra lỗi, gửi cập nhật tín hiệu đầu ra được gọi là 1 chu kỳ quét hay 1 vòng quét (Scan Cycle).

– Thường thì việc thực hiện một vòng quét xảy ra trong thời gian rất ngắn (từ 1ms-100ms). Thời gian thực hiện vòng quét này phụ thuộc vào tốc độ xử lý lệnh của PLC, độ dài ngắn của chương trình, tốc độ giao tiếp giữa PLC và thiết bị ngoại vi.

Các bước lập trình PLC cơ bản

  • Bước 1: tìm hiểu kỹ yêu cầu công nghệ trong bước này người lập trình phải tìm hiểu kỹ cấc yêu cầu công nghệ và phải bổ sung được các yêu cầu còn thiếu vì trong thực tế khi đặt hàng người đặt hàng chỉ quan tâm đến các yêu cầu chính còn các yêu cầu khác để thực hiện được nhiệm vụ chính đặt ra thì thường không được nêu lên.
  • Bước 2: liệt kê đầy đủ các cổng vào ra, các cổng dự trữ, cần thiết khi phát triển hệ thống và chọn PLC có số đầu vào ra lớn hơn hoặc bằng theo yêu cầu.
  • Bước 3: phân cổng vào ra cho PLC về nguyên tắc nên tuân thủ các nguyên tắc để thuận tiện cho việc lập trình, theo dõi kiểm tra phát hiện lỗi như sau :

          + Phân cổng vào ra theo chức năng yêu cầu: ví dụ đầu vào đếm tốc độ cao, đầu vào Analog, đầu vào logic, phải đúng với các đầu vào chức năng của PLC

         + Phân cổng vào ra có dụng ý: theo tên gọi, hoặc theo trình tự tác động để tận dụng được các khả năng tín hiệu hoá của PLC để có thể dễ theo dõi phát hiện lỗi và dễ lập trình.

  • Bước 4: dựng lưu đồ chương trình
  • Bước 5: dịch lưu đồ sang giản đồ
  • Bước 6: lập trình giản đồ thang vào PLC
  • Bước 7: chạy mô phỏng kiểm tra chương trình

        + Phải tạo ra tập tín hiệu thử tương tự thực tế đưa vào đầu vào PLC
+ Xem kết quả đầu ra trên PLC và trên phần mềm mô phỏng. So sánh với lý thuyết.
+ Nếu chương trình sai thì ta sửa chương trình và quay lại bước 7. Còn nếu chương trình đúng ta tiếp tục sang bước 8

  • Bước 8: kết nối PLC với thiết bị thực.
  • Bước 9: phải kiểm tra chắc chắn phần ghép nối theo đúng sơ đồ nguyên lý, đảm bảo phần nguồn cấp được thực hiện đúng đảm bảo chắc chắn điện áp nguồn cấp phải đúng với sơ đồ nguyên lý, yêu cầu để đảm bảo không gây nguy hiểm cho thiết bị.
  • Bước 10: chạy toàn bộ hệ thống theo các bước sau:

         + Đảm bảo chắc chắn hệ thống nối đúng
+ Đảm bảo chắc chắn hệ thống cơ khí, thuỷ lực khí nén chạy được.
+ Chạy nhắp.
+ Chạy bán tự động.
+ Chạy tự động toàn hệ thống.

         +Nếu chương trình sai thì ta sửa chương trình và quay lại bước 10. Còn nếu chương trình đúng thì ta sang bước 11

  • Bước 11: bàn giao và lưu trữ chương trình.

Ứng dụng thực tế của PLC hiện nay

– Hiện nay PLC được ứng dụng phổ biến trong công nghiệp cũng như đời sống. Những loại máy móc nhỏ như đóng gói, băng tải cũng có thể sử dụng một số dòng PLC kinh tế có in/out ít, thiết kế nhỏ gọn với giá thành rất cạnh tranh. Đặc điểm chính của những loại PLC này đó chính là tích hợp đầy đủ các tính năng cần thiết để linh hoạt sử dụng cho nhiều ứng dụng cơ bản.

– Đối với những hệ thống lớn cần có bộ điều khiển phức tạp như dây chuyền xử lý nước thải, nhà máy xi măng thì có những dòng PLC thiết kế dạng module tùy theo nhu cầu mà có thể sử dụng nhiều loại module khác nhau. Khi sử dụng loại này thì chúng ta phải tính toán loại CPU chính cũng như số lượng in/out, module analog, truyền thông để có thể đáp ứng đúng và đủ yêu cầu kỹ thuật của dự án.

– Một số ứng dụng khác trong đời sống và công việc như PLC có thể ứng dụng cho rất nhiều hệ thống đèn giao thông, nhà thông minh. Đặc biệt trong sự phát triển của nền nông nghiệp thì PLC đã và sẽ ứng dụng nhiều để giúp hiện đại hóa quá trình sản xuất nông nghiệp ở của nước ta hiện nay.

Sau khi đọc xong bài viết của chúng tôi bạn có thể định nghĩa được PLC là gì cũng như hiểu được cấu tạo và nguyên lý làm việc của chúng.

By Hoàng Phúc

Với kinh nghiệm hơn 10 năm trong lĩnh vực sửa chữa điện lạnh. Tôi đã xử lý hàng nghìn chiếc điều hòa, máy giặt, lò vi sóng, bình nóng lạnh, tivi, tủ lạnh bị lỗi. Tôi am hiểu về các sản phẩm thiết bị điện. Ở Website này tôi chia sẻ đến các bạn những bài viết tư vấn sửa chữa và cách khắc phục các lỗi cơ bản ở các thiết bị điện tử, điện lạnh, điện dân dụng, thiết bị nhà bếp.