PLC sẽ tiếp tục phát triển nổi bật nhờ Công nghiệp 4.0 hiện tại và mạng internet công nghiệp. Nó có khả năng quản lý và vận hành các yếu tố trong công nghệ điện tử. Beeteco sẽ giúp bạn hiểu cấu tạo của PLC là gì cùng các vấn đề quan trọng khác như thành phần, ứng dụng của nó qua bài viết này.
PLC là gì?
PLC (viết tắt của Programmable Logic Controller) 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.
Ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến hiện nay là Ladder, Step Ladder. Tuy nhiên, mỗi hãng sản xuất sẽ có các ngôn ngữ lập trình riêng. Các hãng sản xuất PLC phổ biến hiện nay gồm: Siemens, Mitsubishi, Rockwell, INVT, Delta…
Cấu tạo
Các phần cứng và phần mềm của PLC tương tác với nhau để tạo thành hệ thống hoàn chỉnh. Về cấu tạo, chúng khá tương đồng với một máy tính tiêu chuẩn. Tuy nhiên chúng có sự khác biệt ở khâu thiết kế. Khi chúng dựa trên nguyên tắc của độ tin cậy cao, sự khắc nghiệt cùng khả năng bảo trì tốt.
Các bộ phận cấu thành nên PLC gồm:
- Rack có nhiệm vụ gắn giữ tất cả các module của PLC, được gọi là Slot.
- Module nguồn PS (Power Supply) có vai trò cung cấp năng lượng cần thiết cho các module của PLC.
- Module CPU: Đây là module quan trọng nhất trong PLC, bởi vì nó hoạt động như bộ não cho toàn bộ hệ thống.
- Đầu ra:
- Module DI, AI: Nếu chúng ta có cả 02 tín hiệu analog và digital trong hệ thống thì chúng ta nên gắn module DI rồi đến module AI.
- Module DO, AO Đối với những ngõ ra trong hệ thống, chúng ta có thể lắp đặt module digital output cho các thiết bị nhận tín hiệu số.
- Module FM sẽ xử lý tín hiệu 1 cách độc lập với CPU
- Module CP giúp mở rộng các port truyền thông
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.
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.
Vai trò của PLC trong hệ thống tự động hóa
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang đặt ra thách thức không nhỏ đối với các doanh nghiệp. Trong dây chuyền sản xuất của doanh nghiệp, PLC không đơn thuần là thiết bị điều khiển đáp ứng về logic và tốc độ mà còn về truyền thông, trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị điều khiển khác, tạo nên một mạng lưới khép kín.
Đọc thêm: Các loại PLC phổ biến trên thị trường hiện nay mà bạn nên biết
