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

PLC là một thuật ngữ rất quen thuộc đối với những người lập trình máy tính, tuy nhiên đối với những người không chuyên thì đây là một khái niệm rất mới. Vì thế PLC là gì?? Nó đóng vai trò gì? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu về PLC nhé!

PLC là gì?

PLC là viết tắt của từ gì? PLC là viết tắt của cụm từ tiếng Anh “Programmable Logic Controller”. Đây là thiết bị chuyên dùng để điều khiển khả trình (có thể lập trình) cho phép máy móc thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic bằng một loại ngôn ngữ lập trình nhất định. Người dùng có thể lập trình để thực hiện nhiều trình tự và sự kiện. PLC hoạt động theo chế độ quét trạng thái, 1 chu kỳ quét của PLC sẽ được gọi là 1 lần quét.

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

• Có khả năng đọc và xuất tín hiệu analog.
• Đã thêm khả năng đọc các xung tốc độ cao từ các cảm biến cách mạng của bộ mã hóa.
• Có thể kết nối với nhiều thiết bị ngoại vi bằng các phương tiện giao tiếp như màn hình cảm ứng HMI hay máy tính.

Cấu trúc của PLC là gì?

Một PLC điển hình sẽ có cấu trúc như sau:

• Module vào ra: Module vào ra hay còn gọi là module vào sẽ bao gồm các thiết bị như: Công tắc, cảm biến và nhiều nguồn vào khác vào thế giới thực. Đầu vào từ các nguồn sẽ được kết nối với PLC bằng thanh ray đầu vào, đầu nối. Phần đầu ra, mô-đun đầu ra sẽ là một động cơ, điện từ hoặc đèn hoặc lò sưởi, chịu trách nhiệm điều khiển bằng cách thay đổi tín hiệu đầu vào.
• CPU (Central Processing Unit): Đây là bộ xử lý trung tâm, nó là một bộ vi xử lý có thể kết hợp với các hoạt động của PLC. CPU sẽ thực hiện chương trình xử lý các tín hiệu I/O được kết nối trực tiếp với các thiết bị I/O và thông qua các đường thích hợp bên trong PLC.
• Thiết bị có thể lập trình: Đây là nền tảng để viết chương trình hoặc logic điều khiển. Nó có thể là một thiết bị cầm tay hoặc máy tính xách tay hoặc máy tính chuyên dụng.
• Bộ nguồn: Thường hoạt động nhờ nguồn điện khoảng 24V và được dùng để cung cấp nguồn điện đầu vào và đầu ra.
• Bộ nhớ: Bộ nhớ sẽ được chia thành hai phần khác nhau: 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 đó CPU nạp các lệnh chương trình. Các tín hiệu đầu vào và đầu ra cũng như các tín hiệu của bộ đếm thời gian và bộ đếm sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ hình ảnh đầu vào và đầu ra tương ứng.

Nguyên lý làm việc của PLC là gì?

CPU sẽ nhận các luồng tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi như cảm biến, công tắc, nút bấm,… thông qua một module đầu vào. Tín hiệu này sẽ được CPU xử lý sau đó được thực hiện theo thứ tự của 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 và xuất ra các thiết bị điều khiển bên ngoài như contactor, motor hay van điều khiển.

Chu kỳ quét là chu kỳ quét bao gồm đọc tín hiệu đầu vào, thực thi chương trình, giao tiếp nội bộ, tự động kiểm tra lỗi và gửi bản cập nhật cho tín hiệu đầu ra. Thông thường hoạt động cho một chu kỳ quét chỉ diễn ra trong thời gian rất ngắn chỉ khoảng 1 ms đến 100 ms. Thời gian của chu kỳ quét này sẽ phụ thuộc vào tốc độ xử lý lệnh của PLC, độ dài của chương trình, tốc độ giao tiếp nhanh hay chậm giữa PLC và các thiết bị ngoại vi khác.

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

Ưu và nhược điểm của PLC?

Lợi thế:

• Thay đổi chương trình theo ý muốn cực nhanh, thích hợp lập trình cho các ứng dụng khác nhau.
• Mạch điện gọn gàng, dễ bảo trì, sửa chữa và thay thế.
• Độ tin cậy cao, tiêu chuẩn hóa nhiều loại thiết bị.
• Có thể thực hiện các thuật toán phức tạp với độ chính xác rất cao.
• Cấu trúc PLC là modul nên dễ dàng thay thế, mở rộng ngõ vào ra và các chức năng khác.
• Có khả năng chống nhiễu tốt, cực kỳ tin cậy khi làm việc trong môi trường công nghiệp.
• Có thể giao tiếp với nhiều thiết bị thông minh khác như máy tính, laptop, mạng giao tiếp với các thiết bị khác.
• Sử dụng bình thường trong môi trường có độ ẩm cao, dòng điện không ổn định, v.v.

Khuyết điểm:

• Giá phần cứng còn khá “tiềm năng” do đây là thiết bị công nghệ hiện đại, khả năng tự động hóa cao nên chắc chắn giá trị sẽ cao hơn nhiều so với các thiết bị rơ le ON/OFF thông thường. Tuy nhiên hiện nay giá thành của PLC cũng đã giảm đáng kể như PLC của Mitsubishi hay PLC của Delta.
• Một số công ty phải mua thêm phần mềm để lập trình vì PLC là do công ty thiết kế nên sẽ có sự khác biệt cơ bản về lập trình hệ thống.
• Người sử dụng được PLC phải có kiến ​​thức chuyên môn cao mới có thể vận hành được PLC của các hãng khác nhau. Nếu chuyên môn không cao sẽ xảy ra sự cố lập trình sai gây hỏng hóc, thất thoát thiết bị.

Các ứng dụng của PLC trong thực tế:

Với câu hỏi PLC dùng để làm gì chúng ta cùng xem qua ứng dụng của nó nhé!

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

Giới thiệu một số loại PLC thông dụng hiện nay

PLC Mitsubishi là gì?

PLC Việt 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 hóa công nghiệp từ đơn giản đến phức tạp.

PLC Siemens là gì?

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

PLC đơn vị

Các PLC của thương hiệu Unitronics có khả năng giảm phần mềm lập trình bằng cách thiết lập một môi trường lập trình duy nhất cho cả PLC và HMI. Giảm thiểu hệ thống dây điện để tiết kiệm không gian lắp đặt. Hạn chế số lượng đầu vào và đầu ra cũng như giảm dung lượng phần cứng. Đặc biệt, giao tiếp giữa bảng điều khiển và PLC đã được tích hợp làm một.

PLC đồng bằng

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

PLC Schneider

PLC Schneider có thiết kế nhỏ gọn dễ sử dụng. Là bộ điều khiển mang lại hiệu suất tuyệt vời, tính linh hoạt cao, thuận tiện cho việc lắp 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 giúp bạn có thể lập trình dễ dàng.

PLC Omron

So với các thương hiệu PLC khác, PLC Omron có giá thành cạnh tranh và được tích hợp nhiều chức năng trong cùng một sản phẩm như: Cổng giao tiếp, analog, bo mạch mở rộng tích hợp qua giắc cắm trong CPU và cáp mở rộng có dây.

Các thông tin khác liên quan đến PLC

PLC là hãng gì?

Thật ra hãng PLC không liên quan gì đến thuật ngữ PLC mà chúng tôi vừa giải thích ở trên. Theo cách hiểu, PLC là viết tắt của cụm từ “Public Limited Company”.

Mô-đun PLC là gì?

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

Tôi nên sử dụng PLC và vi điều khiển nào?

Tùy vào nhu cầu của bạn mà chọn loại phù hợp nhất nhé. Đối với các ứng dụng nhỏ sử dụng nguồn DC, để tiết kiệm chi phí tối đa thì 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 ngành công nghiệp lớn khi xuất hiện ở hầu hết các tủ điều khiển máy móc, dây chuyền sản xuất từ ​​hộ kinh doanh quy mô nhỏ đến nhà máy của doanh nghiệp. Các công ty đa quốc gia.

Ngôn ngữ lập trình PLC là gì?

Đây là thuật ngữ để nói việc người ta sử dụng ngôn ngữ mà PLC hiểu được để có thể giao tiếp với nó, điều khiển nó hoạt động theo ý muốn của người lập trình nhằm đáp ứng yêu cầu trong thực tế.

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