PLC là gì
Hiểu ngay chỉ trong 10 phút!
Giải thích đầy đủ về những điều cần thiết của PLC cho tự động hóa
Giải thích đầy đủ về những điều cần thiết của PLC cho tự động hóa
Ở Nhật Bản, quá trình tự động hóa máy móc và thiết bị đã có những tiến bộ kể từ những năm 1980 trong nhiều ngành sản xuất khác nhau, đặc biệt là trong ngành công nghiệp ô tô.
Như bạn đã biết, các thiết bị tự động và robot công nghiệp đang được sử dụng tích cực trong nhiều dây chuyền sản xuất lắp ráp và chế biến.
Các thiết bị được gọi là PLC (bộ điều khiển logic lập trình hoặc bộ điều khiển lập trình) đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát hoạt động của các loại máy này. Chúng tôi sẽ bắt đầu bằng cách giải thích đầy đủ về những điều cơ bản của PLC, sau đó mô tả cấu trúc, loại và ngôn ngữ lập trình của chúng.
PLC là gì và điều gì khiến chúng trở thành thành phần quan trọng nhất trong tự động hóa máy móc?
PLC rất hữu ích cho việc tự động hóa các dây chuyền sản xuất, nhưng chúng cũng hỗ trợ các tiện ích hàng ngày như thang máy, nhà máy nước và xử lý nước thải, đập, nhà máy thực vật và các điểm tham quan công viên giải trí.
Để giải thích PLC một cách ngắn gọn, chúng giống như "máy tính nhỏ". Có thể dễ hiểu hơn nếu bạn coi chúng là thiết bị có thể điều khiển máy móc bằng cách sử dụng hướng dẫn lập trình.
Trước khi PLC ra đời, các mạch điện được thiết kế từ đầu bằng cách sử dụng rơ le, bộ hẹn giờ và các thiết bị khác để thực hiện "điều khiển trình tự" nhằm vận hành máy móc theo thứ tự tuần tự.
Tuy nhiên, PLC đã giúp điều khiển máy móc một cách tự do chỉ bằng các lệnh lập trình.
Ngoài đầu ra bật/tắt, khả năng điều khiển do PLC cung cấp hiện có thể thực hiện xử lý bằng các hoạt động tiên tiến hơn (như điều khiển PID và điều khiển vận tốc đường cong chữ S). Chức năng của PLC đã tiếp tục phát triển qua nhiều năm.
Gần đây, sự tiến bộ của chuyển đổi số (DX) đã cho phép PLC trở thành một trong những thành phần quan trọng đằng sau IoT và nhà máy thông minh.
Trước đây, PLC chỉ có thể thực hiện các phép toán đơn giản như cộng và trừ, nhưng PLC ngày nay có thể xử lý các hàm lượng giác như sin, cos và tan.
Ví dụ, PLC có thể được sử dụng để tính toán tối ưu góc gió đập vào cánh quạt trong hệ thống phát điện gió nhằm tạo ra điện hiệu quả hơn.
Cấu trúc bên trong, các loại, ưu điểm và nhược điểm của PLC là gì?
Trong phần trước, chúng tôi đã giải thích rằng PLC giống như "máy tính nhỏ", nhưng bây giờ chúng ta sẽ xem xét cấu trúc bên trong, chức năng và các loại có sẵn của chúng
Đầu tiên, PLC có một “đơn vị đầu vào” để thu tín hiệu từ các công tắc và nhiều cảm biến khác nhau.
Các thành phần cốt lõi của PLC bao gồm “bộ xử lý MPU*” xử lý tín hiệu đầu vào và “bộ nhớ” lưu trữ chương trình và dữ liệu.
Các thành phần chính của nó cũng bao gồm một “bộ phận đầu ra” để đưa kết quả xử lý của MPU ra các thiết bị bên ngoài và một “bộ phận cung cấp điện” để cung cấp điện năng cần thiết.
(*Linh kiện điện tử thực hiện xử lý trên CPU)
Có hai loại sản phẩm: loại “small block type” kết hợp tất cả các chức năng này trong một vỏ bọc duy nhất và loại “building block type” cho phép người dùng tự do kết hợp và tùy chỉnh các mô-đun được phân loại theo chức năng. Ưu điểm và nhược điểm của từng loại như sau:
【Loại khối nhỏ】
Ưu điểm lớn nhất của loại này là nhỏ gọn, giá cả phải chăng, dễ dàng triển khai. Tuy nhiên, nhược điểm là thiếu tính linh hoạt vì các chức năng cơ bản được tích hợp trong một vỏ bọc duy nhất.
Nó cũng có khả năng chương trình và điểm I/O hạn chế, đồng thời thiếu các tính năng nâng cao.
Tuy nhiên, nếu hệ thống của công ty bạn nhỏ và chỉ yêu cầu điều khiển đơn giản thì PLC loại khối nhỏ sẽ hoàn thành tốt công việc.
【Loại khối xây dựng】
Vì các mô-đun (khối) cần thiết được lắp ráp với nhau nên ưu điểm của loại này là cung cấp khả năng điều khiển linh hoạt phù hợp với máy móc và hệ thống của công ty bạn. Đôi khi cũng cung cấp một mô-đun cơ sở để gắn các mô-đun.
Bằng cách mở rộng các mô-đun I/O, loại này có thể hỗ trợ các ứng dụng điều khiển quy mô lớn với hàng chục nghìn điểm I/O.
Đối với các hệ thống quan trọng không thể tắt được, chẳng hạn như cơ sở hạ tầng công cộng, có thể sử dụng tính năng dự phòng để tăng độ tin cậy.
Tuy nhiên, loại này đắt hơn loại khối nhỏ vì phải mua theo từng mô-đun.
Các mô-đun cho loại khối xây dựng bao gồm mô-đun CPU, mô-đun I/O và mô-đun nguồn điện.
Một số mô-đun CPU có các tính năng hữu ích như khả năng tải xuống dữ liệu thiết lập từ máy chủ để thay đổi cài đặt PLC hoặc ngược lại, tải lên dữ liệu ghi nhật ký do PLC thu thập.
Tùy thuộc vào sản phẩm, các mô-đun truyền thông (Ethernet, cũng như các bus trường như PROFIBUS hoặc DeviceNet) được sử dụng để truyền thông trên các mạng chuyên dụng và các mô-đun định vị được sử dụng để điều khiển định vị máy bằng xung tốc độ cao cũng có sẵn.
Những loại nào là phổ biến? Năm ngôn ngữ nào dùng để tạo chương trình điều khiển bằng PLC?
Một trong những tính năng chính của PLC là chúng có thể được lập trình để tự do thay đổi hoạt động và thời gian của máy.
Vậy, tôi phải làm gì để tạo chương trình điều khiển PLC? Nhìn chung, người dùng phải cài đặt phần mềm chuyên dụng (công cụ hỗ trợ lập trình) do nhà sản xuất PLC cung cấp trên PC của họ và sau đó chuyển các chương trình điều khiển được tạo bằng phần mềm này sang PLC của họ.
Khi tạo chương trình cho PLC, mỗi nhà sản xuất PLC thường sử dụng ngôn ngữ riêng của mình.
Tuy nhiên, ngày càng nhiều PLC áp dụng ngôn ngữ tuân thủ tiêu chuẩn “IEC61131-3” của Ủy ban Kỹ thuật Điện quốc tế (IEC).
Năm ngôn ngữ lập trình sau đây được sử dụng trong “IEC61131-3”:
【Ngôn ngữ PLC】
Danh sách hướng dẫn(Tiếng Việt)ngôn ngữ là ngôn ngữ văn bản cung cấp các lệnh tương tự như trình biên dịch máy vi tính, chẳng hạn như “LD,” “OR” và “AND.” Ngôn ngữ này hữu ích để tạo các ứng dụng nhỏ hơn và nhanh hơn, nhưng có điểm yếu về năng suất lập trình và khả năng bảo trì.
Ngôn ngữ được sử dụng phổ biến nhất làLD (sơ đồ thang).
Ngôn ngữ LD phổ biến vì nó giống với ký hiệu sơ đồ trình tự được sử dụng trong quá khứ và dễ hiểu hơn đối với các kỹ sư
CácFBD (sơ đồ khối chức năng)Ngôn ngữ cho phép người dùng kết hợp các khối chức năng đồ họa (ví dụ: phép cộng và phép trừ) để tạo ra logic số học. Các chương trình và mạch thường dùng có thể được tái sử dụng dễ dàng hơn bằng cách sử dụng các khối chức năng.
CácST (văn bản có cấu trúc)ngôn ngữ là ngôn ngữ văn bản có cấu trúc dựa trên PASCAL.
Nó tương tự như ngôn ngữ C và điều này khiến nó phù hợp với các kỹ sư phần mềm.
Nó rất hữu ích cho việc điều khiển phức tạp và lồng ghép các điều kiện nhánh khó thực hiện trong ngôn ngữ bậc thang.
CácSFC (biểu đồ hàm tuần tự)ngôn ngữ là ngôn ngữ đồ họa cho phép người dùng tạo ra các mô tả rõ ràng về các điều kiện chuyển đổi và quy trình diễn ra giữa các quy trình trên dây chuyền sản xuất.
Mỗi quy trình được biểu diễn bằng một bước hình hộp.
Khi các điều kiện chuyển tiếp được đáp ứng, bước tiếp theo trong chuỗi sẽ được thực hiện (được gọi là kích hoạt).
Cho đến nay, chúng tôi đã giới thiệu tóm tắt các tính năng của ngôn ngữ được sử dụng để phát triển chương trình cho PLC. Như đã đề cập trước đó, mỗi nhà sản xuất đều có các công cụ hỗ trợ lập trình riêng biệt.
Một số công cụ hỗ trợ tất cả các ngôn ngữ này, trong khi một số khác chỉ hỗ trợ một số ngôn ngữ được sử dụng phổ biến.
Khi lựa chọn PLC, điều đầu tiên cần làm là xem xét quy mô của máy hoặc hệ thống cần điều khiển.
Sau đó, kiểm tra cẩn thận loại PLC (loại khối nhỏ hoặc loại khối xây dựng), chức năng và hiệu suất theo mục tiêu điều khiển.
Về phần cứng, một số PLC có thể đạt được khả năng điều khiển hiệu suất cao với tốc độ chỉ vài mili giây. Về phần mềm, điều quan trọng là phải xem xét tính dễ lập trình và chức năng của các công cụ hỗ trợ lập trình.
Các PLC mới nhất có rất nhiều tính năng mà chúng tôi không thể đề cập hết ở đây.
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc thắc mắc nào về việc giới thiệu PLC hoặc cần thêm thông tin, vui lòng truy cập trang web của chúng tôi theo liên kết sau:
