Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào những dây chuyền sản xuất tự động hoạt động một cách chính xác và hiệu quả? Đó chính là công việc của PLC – “Programmable Logic Controller” – hay một máy tính công nghiệp, đã được thiết kế chắc chắn và thích ứng để điều khiển các quy trình sản xuất. PLC là một thiết bị thông minh, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp để kiểm soát và tự động hóa các quy trình sản xuất.
PLC mitsubishi
Với khả năng lập trình linh hoạt, PLC có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ từ đơn giản đến phức tạp. Từ việc kiểm soát đơn giản như bật/tắt thiết bị đến việc điều khiển các quy trình phức tạp như kiểm soát nhiệt độ, áp suất, động cơ, và thậm chí là việc quản lý toàn bộ hệ thống sản xuất.
Một trong những ưu điểm lớn của PLC là tính linh hoạt và dễ dàng mở rộng. Người lập trình có thể dễ dàng thay đổi chương trình hoặc thêm các chức năng mới mà không cần phải thay đổi phần cứng. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình bảo trì và nâng cấp hệ thống.
Tóm lại, PLC không chỉ là trái tim của hệ thống tự động hóa công nghiệp mà còn là công cụ quan trọng giúp tối ưu hóa hiệu suất sản xuất và tăng cường sự linh hoạt trong quản lý quy trình. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp để nâng cao năng suất và hiệu suất của doanh nghiệp của mình, hãy xem xét sử dụng PLC – một công nghệ đang phát triển và ngày càng trở nên phổ biến trong ngành công nghiệp hiện đại.
PLC là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của PLC
1. PLC là gì?
PLC 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.
Có 5 ngôn ngữ lập trình cho bộ điều khiển lập trình PLC được chỉ định sử dụng theo tiêu chuẩn IEC 61131-3 là LAD, ST, FBD, IL và SFC. Tuy nhiên, mỗi hãng sản xuất sẽ có các ngôn ngữ lập trình riêng.
Ví dụ ngôn ngữ ladder
Các hãng sản xuất PLC phổ biến hiện nay gồm: Siemens, Mitsubishi, Rockwell, INVT, Delta…
2. Cấu tạo và phân loại PLC
Tất cả các 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 module I/O.
- Bên cạnh đó, một bộ PLC hoàn chỉnh còn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tay hay bằng máy tính.
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…
3. 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.
4. Cách thức điều khiển chính của PLC
PLC hoạt động theo chu trình quét chương trình, trong đó nó thực hiện chương trình của mình nhiều lần. Chu trình quét đơn giản nhất bao gồm 3 bước:
- Đọc đầu vào.
- Thực hiện chương trình.
- Viết kết quả đầu ra.
Chương trình tuân theo trình tự hướng dẫn. Thông thường, bộ xử lý phải mất khoảng hàng chục mili giây để đánh giá tất cả các hướng dẫn và cập nhật trạng thái của tất cả các đầu ra.
Khi PLC trở nên tiên tiến hơn, các phương pháp được phát triển để thay đổi trình tự thực hiện bậc thang và các chương trình con được triển khai.
Các mô-đun I/O có mục đích đặc biệt có thể được sử dụng khi thời gian quét của PLC quá dài để có thể dự đoán được hiệu suất. Mô-đun định giờ chính xác hoặc mô-đun bộ đếm để sử dụng với bộ mã hóa trục , được sử dụng trong trường hợp thời gian quét quá dài để đếm xung hoặc phát hiện cảm giác quay của bộ mã hóa một cách đáng tin cậy. Điều này cho phép ngay cả PLC tương đối chậm vẫn diễn giải các giá trị được đếm để điều khiển máy, vì việc tích lũy xung được thực hiện bởi một mô-đun chuyên dụng không bị ảnh hưởng bởi tốc độ thực hiện chương trình.
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.
5. 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.
6. 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 cắt tốc độ cao sử dụng ecam, …
Quý khách cần thêm thông tin về sản phẩm PLC của các hãng như Siemens , Mitsubishi , LS , Wecon vui lòng liên hệ với chúng tôi để được tư vấn chi tiết và cụ thể hơn nhé !
Cảm ơn quý khách đã ghé thăm NETLA chúng tôi !
