PLC (Programmable Logic Controller) LÀ GÌ? ƯU ĐIỂM, CẤU TRÚC, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH CHỌN PLC

Mã Sản Phẩm: : BV31_SANPHAM
Tên Sản Phẩm: : PLC (Programmable Logic Controller) LÀ GÌ? ƯU ĐIỂM, CẤU TRÚC, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH CHỌN PLC
Danh Mục: : Kiến thức
Thương Hiệu: : DACO Kiến thức-Bài viết
Giá: : Liên Hệ

Ngày nay, PLC vẫn là yếu tố cơ bản của nhiều hệ thống điều khiển công nghiệp. Khác với các bộ điều khiển thông thường chỉ có một thuật toán điều khiển nhất định, PLC có khả năng thay đổi thuật toán điều khiển tùy biến do người sử dụng viết thông qua một ngôn ngữ lập trình. Do vậy, nó cho phép thực hiện linh hoạt tất cả các bài toán điều khiển.

Chi Tiết Sản Phẩm

PLC (Programmable Logic Controller) LÀ GÌ? ƯU ĐIỂM, CẤU TRÚC, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁCH CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH

Trong xã hội ngày nay, chúng ta dựa vào máy móc tự động để thực hiện nhiều quy trình công nghiệp quan trọng nhất của chúng ta, từ tạo ra điện đến dệt vải. Công nghệ tự động hóa đã cho phép chúng ta mở rộng quy mô lên tầm cao mới của sản xuất và đổi mới. Nhưng mức độ tự động hóa hiện tại của chúng ta sẽ không thể thực hiện được nếu không có một phát minh quan trọng được gọi là bộ điều khiển logic khả trình (PLC).

Bộ điều khiển logic có thể lập trình là gì và làm cách nào để những bộ điều khiển này giúp chúng ta chạy nhiều quy trình mà thế giới hiện đại của chúng ta yêu cầu? Ưu nhược điểm của PLC là gì? Nguyên lý hoạt động ra sao? Cách chọn một PLC thế nào là tốt nhất? Nếu bạn đang hỏi những câu hỏi này, bài viết này của DACO là dành cho bạn.

BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC LÀ GÌ?

PLC là tên viết tắt của dông chữ Programmable Logic Controller (có thể hiểu một cách đơn giản trong tiếng việt là: Thiết bị điều khiển cho phép người dùng lập trình hoặc Bộ điều khiển logic có thể lập trình). Khác với các bộ điều khiển thông thường chỉ có một thuật toán điều khiển nhất định, PLC có khả năng thay đổi thuật toán điều khiển tùy biến do người sử dụng viết thông qua một ngôn ngữ lập trình. Do vậy, nó cho phép thực hiện linh hoạt tất cả các bài toán điều khiển.
Nói cách khác, Bộ điều khiển logic khả trình là một loại máy tính nhỏ có thể nhận dữ liệu thông qua các đầu vào 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. 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. Ví dụ như hình ảnh bên dưới, PLC đóng ngắt contactor để cho động cơ chạy/ dừng, xuất tín hiệu 0-10V cấp cho biến tần để điều chỉnh tốc độ chạy nhanh chậm của động cơ.

PLC la gi? uu diem, cau tao, nguyen ly hoat dong va cach chon mot PLC

PLC đã thay thế phần lớn các hệ thống điều khiển dựa trên rơ-le bằng tay vốn phổ biến trong các cơ sở công nghiệp cũ. Hệ thống rơ le rất phức tạp và dễ bị hỏng hóc, và vào những năm 1960, nhà phát minh Richard Morley đã giới thiệu PLC đầu tiên như một sự thay thế. Các nhà sản xuất nhanh chóng nhận ra tiềm năng của PLC và bắt đầu tích hợp chúng vào quy trình làm việc của họ.
Ngôn ngữ lập trình phổ biến là LAD (Ladder logic - Dạng hình thang), FBD (Function Block Diagram - Khối chức năng), STL (Statement List - Liệt kê lệnh) và Ladder logic là ngôn ngữ lập trình PLC đang được ưa chuộng nhất.
Các hãng sản xuất PLC 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.

PLC la gi? uu diem, cau tao, nguyen ly hoat dong va cach chon mot PLC

ƯU ĐIỂM CỦA SỬ DỤNG PLC - BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH

PLC đã là một yếu tố tiêu chuẩn của thiết kế máy móc công nghiệp trong nhiều thập kỷ. PLC mang lại những ưu điểm gì khiến chúng trở thành một lựa chọn phổ biến như vậy?

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 chuyên sâu về nhiều loại PLC khác nhau và 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 (Programmable Logic Controller) la gi? uu diem, cau tao, nguyen ly hoat dong va cach chon PLC

PLC là thiết bị hoàn toàn ở trạng thái khối và rắn. Điều đó làm cho chúng đặc biệt đáng tin cậy và có thể tồn tại lâu dài trong các điều kiện thách thức hiện nay ở nhiều cơ sở công nghiệp.

Cấu trúc dạng module, cho phép dễ dàng thay thế, mở rộng đầu vào/ra, mở rộng chức năng khác
Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: Máy tính, nối mạng truyền thông với các thiết bị khác

PLC có tương đối ít thành phần, điều này giúp chúng dễ dàng khắc phục sự cố hơn và 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.

CẤU TRÚC CỦA MỘT PLC - THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LOGIC KHẢ TRÌNH

Bộ xử lý trung tâm (CPU): Là bộ vi xử lý điều khiển tất cả các hoạt động của PLC như thực hiện chương trình, xử lý Đầu vào / Đầu ra và giao tiếp với các thiết bị bên ngoài.
Bộ nhớ (RAM / ROM): Dùng để lưu trữ chương trình và dữ liệu. Hầu hết các PLC đều phải sử dụng pin để cấp bộ nhớ, nhưng các PLC đời mới không cần pin để lưu trữ chương trình và dữ liệu.

Tín hiệu đầu vào: Sự thông minh của hệ thống điều khiển phụ thuộc chủ yếu vào khả năng của PLC để đọc các dữ liệu khác nhau từ các cảm biến cũng như bởi các thiết bị nhập bằng tay
- Thiết bị nhập bằng tay: Nút nhấn, bàn phím và công tắc, …
- Cảm biến: Công tắc hành trình, cảm biến quang điện, cảm biến sợi quang, cảm biến từ trường, cảm biến áp suất, …

Tín hiệu đầu vào PLC có thể là tín hiệu số hoặc tín hiệu tương tự, các tín hiệu này được giao tiếp với PLC thông qua các module đầu vào khác nhau DI (Digital Input) hoặc AI (Analog Input), …

Tín hiệu đầu ra: Một hệ thống điều khiển sẽ không có ý nghĩa thiết thực nếu nó không thể giao tiếp với thiết bị bên ngoài, các thiết bị bên ngoài thông thường như động cơ, van, rơ le, đèn báo, chuông điện, v.v. giống như thiết bị. Trong, các thiết bị bên ngoài được kết nối với các cổng đầu ra của mô-đun đầu ra.

Các mô-đun đầu ra này có thể là DO (Đầu ra kỹ thuật số) hoặc AO (đầu ra tương tự), đầu ra Relay hoặc đầu ra Transistor / Triac.

Mô-đun khác: Có nhiều mô-đun với các chức năng đặc biệt giúp PLC giao tiếp với các thiết bị ngoại vi: Mô-đun Enthernet, Mô-đun CC-Link, Mô-đun RS232 / 485, Mô-đun Vị trí, Mô-đun Modbus, Mô-đun EtherCAT, …

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PLC - Programmable Logic Controller

Các tín hiệu từ các thiết bị bên ngoài (cảm biến, tiếp điểm, v.v.) đầu tiên được đưa đến CPU thông qua mô-đun đầu vào. Sau khi nhận được tín hiệu đầu vào, CPU sẽ xử lý và gửi các tín hiệu điều khiển thông qua module đầu ra đến các thiết bị điều khiển bên ngoài theo một chương trình đã được lập trình trước.

PLC (Programmable Logic Controller) la gi? uu diem, cau tao, nguyen ly hoat dong va cach chon PLC

Một chu trình bao gồm đọc tín hiệu đầu vào, thực hiện chương trình, giao tiếp nội bộ, kiểm tra lỗi, gửi cập nhật cho tín hiệu đầu ra gọi là chu kỳ quét hay chu kỳ quét (Scan Cycle) sẽ diễn ra liên tục. Thông thường, quá trình quét diễn ra trong thời gian rất ngắn (từ 1ms đến 100ms). Thời gian thực hiện cho quá trình quét này phụ thuộc vào tốc độ xử lý lệnh của PLC, độ dài ngắn của chương trình, tốc độ truyền thông giữa PLC và các thiết bị ngoại vi.

CÁCH CHỌN MỘT BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH

Nhiều yếu tố sẽ ảnh hưởng đến sự lựa chọn của bạn khi chỉ định mô hình PLC cho ứng dụng của bạn. Một số cân nhắc chính bao gồm:

Công suất điện: PLC có các yêu cầu điện áp khác nhau đối với nguồn điện của chúng, vì vậy hãy kiểm tra để đảm bảo rằng lựa chọn của bạn tương thích với hệ thống điện của bạn.
Tốc độ xử lý: Kiểm tra tốc độ CPU của mô hình PLC để xác định xem nó có đáp ứng nhu cầu của ứng dụng của bạn hay không.
Khả năng tương thích: Đảm bảo rằng mô hình PLC của bạn tương thích với bất kỳ phần cứng hệ thống mới hoặc hiện có nào, cho dù đó là nguồn điện hay đường ray DIN.
Nhiệt độ Tolerance: Hầu hết các PLC được thiết kế cho các hoạt động an toàn trong phạm vi của 0 đến 60 ° C. Tuy nhiên, một số kiểu PLC chuyên dụng có thể hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt, điều này rất quan trọng đối với các cơ sở có điều kiện sản xuất nóng hoặc lạnh bất thường.
Bộ nhớ: Một PLC cần có đủ ROM và RAM để thực thi các quá trình mà nó dự định sẽ tự động hóa. Bộ điều khiển sử dụng ROM để lưu trữ hệ điều hành và các lệnh và RAM để thực thi các chức năng của nó.
Khả năng kết nối: Đảm bảo rằng PLC của bạn có đủ cổng đầu vào và đầu ra và đảm bảo rằng nó có thể kết nối với loại thiết bị ngoại vi mà hệ thống của bạn yêu cầu.
I / O tương tự: Mặc dù PLC chủ yếu được sử dụng cho các chức năng rời rạc, một số mô hình cũng có đầu vào và đầu ra tương tự có thể điều khiển các quá trình với các biến liên tục.

PLC (Programmable Logic Controller) la gi? uu diem, cau tao, nguyen ly hoat dong va cach chon PLC

Ngày nay, PLC vẫn là yếu tố cơ bản của nhiều hệ thống điều khiển công nghiệp. Trên thực tế, chúng vẫn là công nghệ điều khiển công nghiệp được sử dụng nhiều nhất trên toàn thế giới. Khả năng làm việc với PLC là một kỹ năng cần thiết cho nhiều ngành nghề khác nhau, từ kỹ sư thiết kế hệ thống đến kỹ thuật viên điện bảo trì nó. Hiện nay với cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, PLC có nhiều tính năng hiện đại hơn (IoT, SCADA) và ngày càng rẻ hơn nên PLC sẽ ngày càng phổ biến trong tương lai.

DACO là nhà cung cấp sản phẩm thiết bị, giải pháp và dịch vụ kỹ thuật tự động hóa cho khách hàng trong các ngành sản xuất công nghiệp, môi trường, năng lượng… Là Nhà phân phối chính hãng của các thương hiệu thiết bị tự động hóa công nghiệp hàng đầu hiện nay, DACO cung cấp đa dạng các loại PLC của các hãng nổi tiếng như Mitsubishi, Siemen, Delta, Schneider, ... Liên hệ DACO để được tư vấn miễn phí loại PLC phù hợp với nhu cầu của bạn nhé!

Sản Phẩm Liên quan