Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) là một máy tính cấp công nghiệp có khả năng được lập trình để thực hiện các chức năng điều khiển. Bộ điều khiển khả trình đã loại bỏ phần lớn hệ thống dây cứng liên quan đến các mạch điều khiển rơle thông thường. Các lợi ích khác mà PLC mang lại bao gồm lập trình và cài đặt dễ dàng, đáp ứng điều khiển nhanh, khả năng tương thích mạng, khắc phục sự cố và thuận tiện cho thử nghiệm cũng như độ tin cậy cao. Bộ điều khiển logic khả trình hiện nay là công nghệ điều khiển quy trình công nghiệp được sử dụng rộng rãi nhất. Hãy cùng Beeteco tìm hiểu về các phần chính của hệ thống điều khiển logic khả trình và các chức năng cơ bản của chúng.
Nguồn cấp
Bộ nguồn của hệ thống PLC chuyển đổi điện áp dòng AC hoặc, trong một số ứng dụng, điện áp nguồn DC, thành DC điện áp thấp theo yêu cầu của bộ xử lý và mô-đun I/O. Ngoài các điện áp cần thiết cho hoạt động bên trong của các thành phần này, nguồn điện trong các ứng dụng cụ thể cũng có thể cung cấp điện một chiều điện áp thấp cho các tải bên ngoài.
Nguồn điện có sẵn cho các điện áp đầu vào khác nhau bao gồm 120 V AC, 240 V AC, 24 V AC và 24 V DC. Định mức dòng điện đầu ra cần thiết của tải nguồn điện trên nguồn điện dựa trên loại bộ xử lý, số lượng và loại mô-đun đầu vào/đầu ra (I/O) và bất kỳ tải bên ngoài nào có thể được yêu cầu kết nối với Nguồn cấp.
Logic bên trong của PLC thường hoạt động trên 5 đến 24 volt DC, tùy thuộc vào loại bộ điều khiển. Điện áp này không được có xung điện áp và nhiễu điện khác và được điều chỉnh trong phạm vi 5% giá trị điện áp yêu cầu. Một số nhà sản xuất PLC xây dựng nguồn điện riêng biệt và những nhà sản xuất khác xây dựng nguồn điện vào CPU.
Bộ phận xử lý trung tâm (CPU)
Bộ xử lý trung tâm (CPU), còn được gọi là bộ xử lý và bộ nhớ liên quan tạo thành trí thông minh của hệ thống PLC. Không giống như các mô-đun khác chỉ điều khiển tín hiệu đầu vào và đầu ra, CPU đánh giá trạng thái của đầu vào, đầu ra và dữ liệu khác khi nó thực thi một chương trình được lưu trữ. Sau đó, CPU sẽ gửi tín hiệu để cập nhật trạng thái của đầu ra. Bộ xử lý được đánh giá dựa trên bộ nhớ khả dụng và dung lượng I/O, cũng như các loại khác nhau và số lượng hướng dẫn lập trình khả dụng.
CPU thường có một phím nằm ở mặt trước. Công tắc này phải được bật trước khi CPU có thể được lập trình. Điều này được thực hiện để ngăn mạch vô tình bị thay đổi. Các kết nối phích cắm trên CPU cung cấp các liên kết cho thiết bị đầu cuối lập trình và giá đỡ I/O.
CPU được thiết kế sao cho một khi chương trình đã được phát triển và thử nghiệm, nó có thể được lưu trữ trên một số loại phương tiện như băng, đĩa, CD hoặc các thiết bị lưu trữ khác. Do đó, nếu CPU bị lỗi và phải thay thế, chương trình có thể được tải xuống từ phương tiện lưu trữ. Điều này giúp loại bỏ quá trình tốn thời gian phải lập trình lại thiết bị bằng tay.
mô-đun đầu vào
Các mô-đun đầu vào cho phép PLC cảm nhận và điều khiển hệ thống mà nó đang vận hành. Chức năng chính của mô-đun đầu vào là lấy tín hiệu đầu vào từ các công tắc hoặc cảm biến của thiết bị trường và chuyển đổi chúng thành tín hiệu logic mà CPU có thể sử dụng. Ngoài ra, mô-đun đầu vào cung cấp cách ly điện giữa các thiết bị trường đầu vào và PLC. Các loại mô-đun đầu vào cần thiết phụ thuộc vào loại thiết bị đầu vào được sử dụng. Một số mô-đun đầu vào phản ứng với đầu vào kỹ thuật số, còn được gọi là đầu vào rời rạc, bật hoặc tắt. Các mô-đun đầu vào khác đáp ứng các tín hiệu tương tự biểu thị các điều kiện dưới dạng dải điện áp hoặc dòng điện.
Mô-đun đầu ra
Các mô-đun đầu ra điều khiển hệ thống bằng cách vận hành bộ khởi động động cơ, công tắc tơ, cuộn dây điện từ, v.v. Chúng chuyển đổi các tín hiệu điều khiển từ CPU thành các giá trị kỹ thuật số hoặc tương tự có thể được sử dụng để điều khiển các thiết bị trường đầu ra (tải) khác nhau. Chúng cũng cung cấp cách ly điện giữa các thiết bị trường đầu vào và PLC.
Thiết bị lập trình
Thiết bị lập trình được sử dụng để nhập hoặc thay đổi chương trình của PLC hoặc để giám sát hoặc thay đổi các giá trị được lưu trữ. Sau khi nhập, chương trình được lưu trữ trong CPU. Máy tính cá nhân (PC) là thiết bị lập trình được sử dụng phổ biến nhất và giao tiếp với CPU thông qua cổng giao tiếp.
Các PLC cố định kích thước nhỏ, chẳng hạn như Micro PLC là các đơn vị độc lập, khép kín.
Bộ điều khiển cố định bao gồm nguồn điện, bộ xử lý (CPU) và số lượng đầu vào/đầu ra (I/O) cố định trong một đơn vị. Chúng được xây dựng trong một gói không có bộ phận riêng biệt, có thể tháo rời. Số lượng các điểm I/O khả dụng khác nhau và thường có thể tăng lên bằng cách thêm các mô-đun mở rộng. Bộ điều khiển cố định nhỏ và ít tốn kém hơn nhưng chỉ giới hạn trong các ứng dụng nhỏ hơn, ít phức tạp hơn.
Một PLC mô-đun được tạo thành từ một số thành phần vật lý khác nhau.
Nó bao gồm một giá hoặc khung máy, nguồn điện, bộ xử lý (CPU) và các mô-đun I/O. Khung xe được chia thành các ngăn để có thể cắm các mô-đun riêng biệt vào đó.
Việc lắp ráp hoàn chỉnh cung cấp tất cả các chức năng điều khiển cần thiết cho một ứng dụng cụ thể. Tính năng này làm tăng đáng kể các tùy chọn của bạn và tính linh hoạt của hệ thống. Bạn có thể chọn từ nhiều loại mô-đun có sẵn từ nhà sản xuất và trộn chúng theo bất kỳ cách nào bạn muốn.
