Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của PLC

Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC ( Programmable 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 và được xem như trái tim của hệ thống điều khiển. Với một chương trình ứng dụng đã được cài đặt sẵn thì Bộ điều khiển PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống bao gồm: kiểm tra các tín hiệu đầu vào, dựa vào chương trình logic để xử lý tín hiệu và mang các tín hiệu điều khiển ra thiết bị xuất.

Bộ-điều-khiển-logic-lập-trình-PLC-Omron Bộ-điều-khiển-logic-lập-trình-PLC-Omron

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 hay các sự kiện khác. Bộ điều khiển PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực tế. Bộ điều khiển PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo. Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC như Omron, Allen-Bradley,Siemens, Honeywell...

Nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển PLC?

Khi thiết bị được kích hoạt (trạng thái ON hoặc OFF do thiết bị điều khiển vật lý bên ngoài). Một bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục lặp chương trình (vòng lặp) do người dùng cài đặt sẵn và chờ các tín hiệu xuất hiện ở ngõ vào và xuất ra các tín hiệu ở ngõ ra.

Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dùng dây nối (bộ điều khiển bằng Relay) người ta đã chế tạo ra bộ điều khiển PLC nhằm thỏa mãn các yêu cầu sau:

+ Lập trình dể dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học. + Gọn nhẹ, dể dàng bảo quản, sửa chữa. + Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp. + Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp. + Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các môi Modul mở rộng. + Giá cả cá thể cạnh tranh được.

Cấu trúc của bộ điều khiển PLC.

Tất cả các bộ điều khiển PLC đều có thành phần chính là: Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM). Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC. Các Modul vào /ra.

Bên cạnh đó, một bộ điều khiển PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tay hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứa đựng chương trình dưới dạng hoàn thiện hay bổ sung. Nếu đơn vị lập trình là đơn vị xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phòng, chỉ khi nào chương trình đã được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC. Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc và kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS485, …

Ứng dụng của bộ điều khiển PLC.

- Hệ thống nâng vận chuyển.

- Dây chuyền đóng gói.

- Các robot lắp giáp sản phẩm .

- Điều khiển bơm.

- Dây chuyền xử lý hoá học.

- Công nghệ sản xuất giấy .

- Dây chuyền sản xuất thuỷ tinh.

- Sản xuất xi măng.

- Công nghệ chế biến thực phẩm.

- Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn.

- Dây chuyền lắp giáp Tivi.

- Điều khiển hệ thống đèn giao thông.

- Quản lý tự động bãi đậu xe.

- Hệ thống báo động.

- Dây chuyền may công nghiệp.

- Điều khiển thang máy.

- Dây chuyền sản xuất xe ôtô.

- Sản xuất vi mạch.

- Kiểm tra quá trình sản xuất .

Các bộ điều khiển PLC thông dụng của Hãng Omron.

- Bộ điều khiểnPLC loại nhỏ CP1E, giá thành thấp nhất, lập trình cổng USB hỗ trợ tối đa 180 I/O.

- Bộ điều khiển PLC loại nhỏ, đa năng CP1L, có sẵn cổng USB hỗ trợ tối đa 180 I/O, có Model tích hợp Ethernet CP1L-E.

- Bộ điều khiển PLC loại nhỏ, tính năng mạnh nhất CP1H, lập trình cổng USB hỗ trợ tối đa 320 I/O.

- Bộ điều khiển PLC loại ghép mô đun tính năng cao cấp CJ2M, có sẵn cổng USB hỗ trợ tối đa 2,560 I/O.

- Bộ điều khiển PLC loại ghép mô đun tính năng mạnh nhất CS1/ CS1D, hỗ trợ tối đa 5,120 I/O.