PLC là gì? Tổng quan về lập trình PLC cơ bản

PLC là một thuật ngữ vô cùng quen thuộc với các lập trình viên máy tính nhưng đối với những người không có chuyên môn thì đây quả là một khái niệm rất mới. Vậy PLC là gì? Nó có vai trò như thế nào? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về PLC nhé!

PLC là gì?

PLC viết tắt của từ gì? PLC là viết tắt của cụm từ tiếng Anh “Programmable Logic Controller”. Đây là loại thiết bị chuyên dụng để điều khiển khả trình (có thể lập trình) cho phép máy móc thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic nhờ một loại ngôn ngữ lập trình nào đó. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện nhiều trình tự, sự kiện. PLC vận hành theo phương thức quét các trạng thái, 1 vòng quét PLC sẽ được gọi là 1 scan.

PLC là gì?
PLC là gì?

Cùng với sự phát triển ngày càng nhanh của máy móc trong mô hình tự động hóa, PLC cũng dần dần được tích hợp nhiều tính năng khác để giúp nó có thể điều khiển được nhiều thiết bị và kết nối được với nhiều hệ thống khác nữa. PLC được bổ sung một số tính năng hiện đại như:

  •  Khả năng đọc cũng như xuất tín hiệu dạng Analog.
  •  Tích hợp thêm khả năng đọc xung tốc độ cao từ những cảm biến đo vòng quay encoder.
  •  Có thể kết nối với nhiều thiết bị ngoại vi bằng truyền thông như màn hình cảm ứng HMI hay máy tính.

Cấu tạo của PLC là gì?

Một PLC thông thường sẽ có cấu tạo như sau:

  • Module đầu vào và đầu ra: Phần đầu vào hay mô-đun đầu vào sẽ bao gồm các thiết bị như: Công tắc, cảm biến và nhiều nguồn đầu khác vào thế giới thực. Đầu vào từ các nguồn sẽ được kết nối với PLC nhờ đường ray đầu nối, đầu vào. Phần đầu ra, mô-đun đầu ra sẽ có thể là một động cơ, một solenoid hay một đèn hoặc một lò sưởi, có nhiệm vụ điều khiển bằng cách thay đổi những tín hiệu đầu vào.
  • CPU (Central Processing Unit): Đây là đơn vị xử lý trung tâm, nó là một bộ vi xử lý có thể kết hợp được với các hoạt động của PLC. CPU sẽ tiến hành chương trình xử lý các tín hiệu I/O được nối trực tiếp đến các thiết bị I/O và thông qua các tuyến đường dây thích hợp bên ở trong PLC.
  • Thiết bị lập trình: Đây là nền tảng do chương trình hoặc logic điều khiển được viết. Nó có thể là thiết bị cầm tay hay một máy tính xách tay hay một máy tính chuyên dụng.
  • Nguồn cung cấp: Thường hoạt động trên 1 nguồn cung cấp điện khoảng 24V và được sử dụng để cung cấp các năng lượng đầu vào và đầu ra.
  • Bộ nhớ: Bộ nhớ sẽ được chia thành 2 phần khác nhau là: Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu. Thông tin chương trình và logic điều khiển sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ người dùng hoặc bộ nhớ chương trình từ nơi mà CPU tìm nạp các lệnh của chương trình. Tín hiệu đầu vào đầu ra và tín hiệu bộ định thời cùng bộ đếm được sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ hình ảnh đầu vào cùng đầu ra tương ứng
 Cấu tạo cơ bản của PLC
Cấu tạo cơ bản của PLC

Nguyên lý hoạt động của PLC ra sao?

CPU sẽ nhận luồng tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi như cảm biến, công tắc, nút bấm…thông qua 1 module đầu vào. Tín hiệu này sẽ được CPU xử lý rồi thực hiện theo trình tự từng lệnh đã được thiết lập trong chương trình. Các tín hiệu điều khiển sau khi được xử lý sẽ đi qua module đầu ra xuất ra các thiết bị điều khiển ở bên ngoài như contactor, động cơ hay van điều khiển.

Scan Cycle là chu kỳ quét gồm đọc tín hiệu đầu vào, thực hiện các chương trình, truyền thông nội, tự động kiểm tra lại lỗi, gửi cập nhật tín hiệu đầu ra. Thường thì thao tác cho một vòng quét chỉ xảy ra trong 1 thời gian rất ngắn, chỉ khoảng từ 1 ms đến 100ms. Thời gian của 1 vòng quét này sẽ phụ thuộc vào tốc độ xử lý lệnh của PLC, độ ngắn dài của chương trình, tốc độ giao tiếp nhanh hay chậm giữa PLC và các thiết bị ngoại vi khác.

Ngày nay các bộ lập trình như PLC được ứng dụng tương đối rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực có liên quan đến điện tự động hóa nhằm phục vụ cho nhiều ngành nghề và nhiều loại máy móc khác nhau như: Cấp nước, xử lý nước thải, giám sát năng lượng, hệ thống điện, máy đóng bao bì, máy chế biến thực phẩm, dây chuyền băng tải,…

 PLC hoạt động ra sao?
PLC hoạt động ra sao?

 

Ưu và nhược điểm của PLC là gì?

Ưu điểm:

  • Thay đổi chương trình theo ý muốn vô cùng nhanh chóng, thích hợp để lập trình cho các ứng dụng khác nhau.
  • Mạch điện gọn gàng, dễ dàng trong việc bảo quản, sửa chữa cũng như thay thế.
  • Độ tin tưởng cao, chuẩn hóa được nhiều loại thiết bị.
  • Có thể thực hiện được các thuật toán phức tạp với độ chính xác rất cao.
  • Cấu trúc PLC ở dạng module nên dễ dàng thay thế, mở rộng đầu vào và ra cùng những chức năng khác.
  • Có khả năng chống nhiễu tốt, làm việc cực kỳ đáng tin cậy trong môi trường công nghiệp.
  • Giao tiếp được với nhiều loại thiết bị thông minh khác như: Máy tính, laptop, nối mạng truyền thông với những thiết bị khác.
  • Sử dụng bình thường trong các loại môi trường có độ ẩm cao, dòng điện dao động thường xuyên không ổn định,…
 PLC có thiết kế nhỏ gọn
PLC có thiết kế nhỏ gọn

Nhược điểm:

  • Giá thành phần cứng còn khá “khoai” vì đây là một thiết bị công nghệ hiện đại, có khả năng tự động hóa cao do đó giá trị chắc chắn sẽ cao hơn nhiều so với các loại thiết bị rơle ON/OFF bình thường. Tuy nhiên hiện tại giá thành của PLC cũng đã giảm đáng kể như các dòng PLC của Mitsubishi hoặc PLC của Delta.
  • Một số hãng phải mua thêm các phần mềm để lập trình do các loại PLC được hãng thiết kế riêng chính vì thế sẽ có sự khác biệt cơ bản trong khâu lập trình hệ thống.
  • Những người sử dụng được PLC phải có kiến thức chuyên môn cao để có thể vận hành được các loại PLC của từng hãng khác nhau. Nếu chuyên môn không cao sẽ xảy ra sự cố lập trình sai, gây hư hỏng và tổn thất trang thiết bị.

Ứng dụng của PLC trong thực tế:

Với câu hỏi PLC dùng để làm gì thì các bạn hãy cùng xem qua ứng dụng của nó nhé!

  • Được ứng dụng không chỉ trong ngành dân dụng mà cả trong công nghiệp, từ việc điều khiển các thiết bị máy móc cho đến các dây chuyền sản xuất.
  • PLC được đặt ở trung tâm điều khiển hoặc các PLC thấp hơn, phụ thuộc vào quy mô của dự án.
  • Trong đời sống thì PLC có thể ứng dụng cho hệ thống đèn giao thông hay nhà thông minh.

 

Giới thiệu một số loại PLC phổ biến hiện nay

PLC Mitsubishi là gì?

PLC Viet Nam Mitsubishi là sản phẩm nổi bật của tập đoàn Mitsubishi đến từ Nhật Bản. PLC của hãng này được ứng dụng rộng rãi trong quá trình điều khiển các hệ thống tự động trong công nghiệp từ đơn giản cho đến phức tạp.

PLC Siemens là gì?

PLC Siemens được thiết kế để phục vụ tốt cho nhu cầu sử dụng của các nhà máy hiện nay. Lập trình dễ dàng, học nhanh, PLC gọn nhẹ, dễ dàng cất giữ và sửa chữa. Đặc biệt giá cả cạnh tranh cũng khiến nhiều doanh nghiệp lựa chọn Siemens.

 PLC Siemens
PLC Siemens

PLC Unitronics

PLC đến từ thương hiệu Unitronics có khả năng làm giảm phần mềm lập trình bằng cách thiết lập một môi trường lập trình duy nhất cho cả PLC và HMI. Giảm thiểu việc nối dây để tiết kiệm không gian lắp đặt. Hạn chế được số ngõ vào, ra cũng như giảm  số lượng phần cứng. Đặc biệt, truyền thông giữa bảng điều khiển với PLC đã được tích hợp sẵn chung làm một.

PLC Delta

Chất lượng sản phẩm tốt và có khả năng hoạt động ổn định bền bỉ hơn 10 năm do có thể chống bụi, chống nhiễu hiệu quả. Có thể đáp ứng đa dạng các cấu hình yêu cầu mà nhiều hãng không có. Hơn nữa, tài liệu lập trình PLC Delta được viết tỉ mỉ, chi tiết, trình bày khoa học, đầy đủ ví dụ minh họa giải thích rõ ràng để bạn có thể sử dụng.

PLC Schneider

PLC Schneider có kiểu dáng nhỏ gọn dễ sử dụng. Là bộ điều khiển cung cấp với hiệu suất tuyệt vời, tính linh hoạt cao, tiện lợi cho việc cài đặt cũng như lập trình PLC cơ bản như: Kết nối điều khiển từ xa và bảo trì nhanh chóng, ngôn ngữ lập trình dễ học để bạn có thể lập trình một cách dễ dàng.

PLC Omron

So với những hãng PLC khác thì PLC Omron có giá thành cạnh tranh và được tích hợp nhiều chức năng trong cùng một sản phẩm như: Cổng truyền thông, analog, tích hợp cả board mở rộng thông qua jack trong CPU và mở rộng bằng dây cáp.

 PLC Omron
PLC Omron

Những thông tin khác liên quan đến PLC

PLC là công ty gì?

Thực chất công ty PLC không liên quan gì đến thuật ngữ PLC mà chúng ta vừa giải thích ở trên. Theo giải nghĩa thì PLC là viết tắt của “Public Limited Company” tức Công ty trách nhiệm hữu hạn đại chúng.

Module PLC là gì?

Là thiết bị được dùng để điều khiển lập trình được cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình nào đó. Và để thực hiện được việc điều khiển này thì cần thông qua rất nhiều module PLC khác nhau.

PLC và vi điều khiển nên sử dụng cái nào?

Tùy vào nhu cầu sử dụng mà bạn hãy lựa chọn sao cho phù hợp nhất. Đối với những ứng dụng nhỏ dùng nguồn điện DC thì để tiết kiệm tối đa chi phí các bạn nên sử dụng vi điều khiển là tối ưu nhất.

Trong khi đó PLC được sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn trong các công nghiệp lớn khi xuất hiện hầu hết trong các tủ điều khiển máy móc dây, chuyền sản xuất từ những hộ sản xuất kinh quy mô nhỏ cho đến những nhà máy của các công ty đa quốc gia.

Ngôn ngữ lập trình PLC là gì?

Đây là thuật ngữ để nói việc con người sử dụng những loại ngôn ngữ mà PLC hiểu được để có thể giao tiếp với nó, điều khiển nó hoạt động theo ý  mà người lập trình đặt ra nhằm đáp ứng các yêu cầu trong thực tiễn.

 Ngôn ngữ lập trình PLC
Ngôn ngữ lập trình PLC

Bài viết trên đây là toàn bộ khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như các PLC phổ biến nhất hiện nay cho các bạn tham khảo. Nếu các bạn vẫn còn bất cứ các thắc mắc nào về dòng thiết bị tự động hóa này thì đừng ngần ngại để lại câu hỏi ngay dưới bài viết này để được chúng tôi hỗ trợ giải đáp nhé!

 

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *