Mời bạn đọc cùng tìm hiểu PLC là gì? trong bài viết dưới đây để có câu trả lời nhé.
Mục lục
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.
Ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến hiện nay là Ladder, Step Ladder. Tuy nhiên, mỗi hãng sản xuất sẽ có các ngôn ngữ lập trình riêng. Các hãng sản xuất PLC phổ biến hiện nay gồm: Siemens, Mitsubishi, Rockwell, INVT, Delta…
Bạn đang xem: PLC là gì? Cấu tạo và ứng dụng của PLC
Cấu tạo và phân loại PLC
Thông thường, hệ thống PLC có các bộ phận chính sau:
- Bộ nhớ chương trình: 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
Bộ điều khiển trung tâm CPU thực hiện điều khiển toàn bộ hoạt động của bộ PLC. Tốc độ xử lý của CPU quyết định đến tốc độ điều khiển của PLC. Chương trình được lưu trữ trên RAM. Pin dự phòng được tích hợp trên PLC giúp chương trình không bị mất khi có sự cố về điện. CPU thực hiện quét chương trình và thực hiện các lệnh theo thứ tự.
Ưu điểm và nhược điểm của PLC
Ưu điểm:
- Bộ điều khiển PLC chống nhiễu tốt, đáng tin cậy trong môi trường công nghiệp.
- Đáp ứng các giải thuật phức tạp, độ chính xác cao.
- Gọn nhẹ, lắp đặt dễ dàng.
- Thay thế hoàn toàn mạch điều khiển relay thông thường, dễ dàng đáp ứng mọi yêu cầu điều khiển.
- Hỗ trợ các chuẩn mạng truyền thông công nghiệp, tạo sự kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị trong và ngoài nhà máy đáp ứng tiêu chuẩn 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, hiện nay thị trường VN đã có mặt rất nhiều hãng PLC của Đức, Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc… dẫn đến giá thành cạnh tranh hơn so với trước.
- Chi phí phần mềm lập trình: Chi phí mua licence phần mềm lập trình tùy thuộc vào hãng sản xuất. Hiện nay có 2 dạng: hãng sản xuất cho phép sử dụng miễn phí và hãng sản xuất yêu cầu mua licence.
- Yêu cầu người sử dụng có kiến thức về lập trình PLC: Để thiết bị PLC đáp ứng tốt trong điều khiển, người sử dụng cần có kiến thức căn bản về lập trình PLC.
Vai trò của PLC trong hệ thống tự động hóa
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang đặt ra thách thức không nhỏ đối với các doanh nghiệp. Trong dây chuyền sản xuất của doanh nghiệp, PLC không đơn thuần là thiết bị điều khiển đáp ứng về logic và tốc độ mà còn về truyền thông, trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị điều khiển khác, tạo nên một mạng lưới khép kín.
Vị trí của PLC trong hệ thống điều khiển
Trong phần này chúng ta sẽ tìm hiểu về các vị trí tương ứng của PLC cũng như các vị trí của thiết thiết bị liên quan khác nhé. Có thể phần này sẽ cần thiết cho những bạn lần đầu tìm hiểu về loại module này đấy.
- Khối đầu vào: Gồm các nút điều khiển, các công tắc, các công tắc hành trình đặt tại máy, các cảm biến đo lường đặt tại dây chuyền sản xuất,…
- Khối điều khiển gồm các phần tử: gồm các loại rơle, các bộ đếm time, các bộ đếm, các bộ so sánh, các bản mạch điện tử,…
- Khối đầu ra: gồm các loại động cơ, các loại van, các thiết bị gia nhiệt, các thiết bị chỉ thị,…
Cách thức điều khiển chính của PLC
Điều khiển logic:
- Điều khiển tự động, bán tự động quy trình máy.
- Hỗ trợ bộ đếm (Couter) và bộ định thời gian (Timer).
Điều khiển đáp ứng:
- Giải thuật điều khiển PID, Logic mờ.
- Điều khiển động cơ Servo, động cơ bước.
- Điều khiển biến tần.
- Điều khiển đáp ứng nhiệt độ, áp suất, lưu lượng…
Mạng truyền thông:
- Kết nối nhiều bộ điều khiển PLC.
- Kết nối bộ điều khiển PLC và hệ thống SCADA.
Ứng dụng của PLC
Bộ lập trình PLC được ứng dụng trong nhiều ngành và nhiều loại máy móc như:
- Máy in
- Máy đóng gói
- Máy đánh chỉ
- Máy se sợi
- Máy chế biến thực phẩm
- Máy cắt tốc độ cao
Công ty TNHH Kỹ thuật Đạt (DAT) là nhà cung cấp sản phẩm và phát triển giải pháp dẫn đầu thị trường Việt Nam trong lĩnh vực tự động hóa, điện năng lượng mặt trời – lưu trữ điện, điều khiển thang máy và UPS.
Với hơn 15 năm phát triển và sở hữu hệ sinh thái giá trị, DAT đã nhận được sự tin tưởng, hợp tác của hơn 10.000 khách hàng, đối tác trên toàn quốc.
DAT là Tổng đại diện INVT và Nhà phân phối chính thức của Siemens tại Việt Nam. Hiện nay, DAT đang cung cấp đa dạng các bộ điều khiển PLC của INVT và Siemens:
- SIEMENS: LOGO, S7-1200, S7-1500, S7-300
- INVT: IVC1L, IVC3
Các sản phẩm này luôn có sẵn tại kho hàng 4000m² của DAT tại TP.Hồ Chí Minh, Hà Nội và Cần Thơ để kịp thời đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Khi mua bộ lập trình PLC tại DAT, khách hàng sẽ nhận được sản phẩm chất lượng, giải pháp chuyên biệt và dịch vụ vượt trội:
- Bảo hành 12 tháng.
- Bảo trì trọn đời.
- Luôn có kỹ sư hỗ trợ 24/24.
- Thanh toán linh hoạt, giao hàng trước thủ tục sau.
So sánh điều khiển PLC và các loại điều khiển khác
Có thể lập trình cho PLC nhờ vào các ngôn ngữ lập trình đơn giản. Đặc biệt đối với người sử dụng không cần nhờ vào các ngôn ngữ lập trình khó khăn, cũng có thể lập trình PLC được nhờ vào các liên kết logic cơ bản. Như vậy thiết bị PLC làm nhiệm vụ thay thế phần mạch điện điều khiển trong khâu xử lý số liệu. Nhiệm vụ của sơ đồ mạch điều khiển sẽ được xác định bởi một số hữu hạn các bước thực hiện xác định gọi là chương trình. Chương trình này mô tả các bước thực hiện gọi là tiến trình điều khiển, tiến trình này được lưu vào bộ nhớ nên được gọi là điều khiển theo lập trình nhớ hay điều khiển khả trình. Trên cơ sở khác nhau ở khâu xử lý số liệu có thể biểu diễn hai hệ điều khiển như sau:
- Khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển thì người ta thay đổi mạch điều khiển: Lắp lại mạch, thay đổi các phần tử mới ở hệ điều khiển bằng relais điện. Trong khi đó khi thay đổi nhiệm vụ điều khiển ở hệ điều khiển logic khả trình (PLC) thì người ta chỉ thay đổi chương trình soạn thảo.
- Sự khác nhau giữa hệ điều khiển bằng rơ le điện và hệ điều khiển logic khả trình có thể minh hoạ 1 cách cụ thể như sau: Điều khiển hệ thống của 3 máy bơm qua 3 khởi động từ K1, K2, K3. Trình tự điều khiển như sau: Các khởi động từ chỉ được phép thực hiện tuần tự, nghĩa là K1 đóng trước, tiếp theo K2 đóng và cuối cùng K3 mới đóng.
Để thực hiện nhiệm vụ theo yêu cầu trên mạch điều khiển được thiết kế như sau:
Khởi động từ K2 sẽ đóng khi công tắc S3 đóng với điều kiện là khởi động từ K1 đã đóng trước đó. Phương thức điều khiển như vậy được gọi là điều khiển tuần tự. Tiến trình điều khiển này được thực hiện một cách cưỡng bức.
Bốn nút nhấn S1, S2, S3, S4: Các phần tử nhập tín hiệu. Các tiếp điểm K1, K2, K3 và các mối nối liên kết là các phần tử xử lý. Các khởi động từ K1, K2, K3 là kết quả xử lý.
Nếu thay đổi mạch điện điều khiển ở phần xử lý bằng hệ PLC ta có thể biểu diễn hệ thống như sau:
- Phần tử vào: Các nút nhấn S1, S2, S3, S4 vẫn giữ nguyên.
- Phần tử ra: Ba khởi động từ K1, K2, K3, để đóng và mở ba máy bơm vẫn giữ nguyên.
- Phần tử xử lý: được thay thế bằng PLC.
Sơ đồ kết nối với PLC được cho như ở hình bên dưới. Tuần tự đóng mở theo yêu cầu đề ra sẽ được lập trình, chương trình sẽ được nạp vào bộ nhớ.
Bây giờ giả thiết rằng nhiệm vụ điều khiển sẽ thay đổi. Hệ thống ba máy bơm vẫn giữ nguyên, nhưng trình tự được thực hiện như sau: chỉ đóng được hai trong ba máy bơm hoặc mỗi máy bơm có thể hoạt động một cách độc lập. Như vậy theo yêu cầu mới đối với hệ thống điều khiển bằng rơ le điện phải thiết kế lại mạch điều khiển, sơ đồ lắp ráp phải thực hiện lại hoàn toàn mới.
Như vậy mạch điều khiển sẽ thay đổi rất nhiều nhưng phần tử đưa tín hiệu vào và ra vẫn giữ nguyên, chi phí cho nhiệm vụ mới sẽ cao hơn. Nếu ta thay đổi hệ điều khiển trên bằng hệ điều khiển có nhớ PLC, khi nhiệm vụ điều khiển thay đổi thì thực hiện sẽ nhanh hơn và đơn giản hơn bằng cách thay đổi lại chương trình
Hệ điều khiển lập trình có nhớ (PLC) có những ưu điểm sau
- Thích ứng với những nhiệm vụ điều khiển khác nhau.
- Khả năng thay đổi đơn giản trong quá trình đưa thiết bị vào sử dụng.
- Nhu cầu mặt bằng ít.
- Tiết kiệm thời gian trong quá trình mở rộng và phát triển nhiệm vụ điều khiển bằng cách copy các chương trình.
- Các thiết bị điều khiển chuẩn.
- Không cần các tiếp điểm.
Hệ thống điều khiển theo lập trình có nhớ được sử rộng rất rộng rãi trong các ngành khác nhau
- Điều khiển thang máy.
- Điều khiển các quá trình sản xuất khác nhau: sản suất bia, sản xuất xi măng v.v ….
- Hệ thống rửa ô tô tự động
- Thiết bị khai thác .
- Thiết bị đóng gói bao bì, tự động mạ và tráng kẽm v.v …
- Thiết bị sấy.
Trên đây là nội dung bài viết giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về PLC là gì? Mọi thông tin trong bài viết PLC là gì? Cấu tạo và ứng dụng của PLC đều được xác thực rõ ràng trước khi đăng tải. Tuy nhiên đôi lúc vẫn không tránh khỏi những sai xót đáng tiếc. Hãy để lại bình luận xuống phía dưới bài viết để đội ngũ biên tập được nắm bắt ý kiến từ bạn đọc.
Đăng bởi THCS Bình Chánh trong chuyện mục Tổng hợp
