PLC (Program Logic Controller) là thiết bị điều khiển logic lập trình được, có chức năng nhận tín hiệu ngõ vào từ cảm biến, công tắc, nút nhấn và điều khiển ngõ ra như động cơ, điện trở nhiệt, khởi động từ, servo. Nhờ đó mà plc có thể sử dụng cho nhiều loại máy móc khác nhau, dần dần được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp và đời sống.
Tham khảo: Khóa học plc online miễn phí
Cấu tạo
Plc có cấu tạo khá đơn giản gồm:
- Nguồn điện thường có hai loại: 220V và 24. Chịu trách nhiệm cấp nguồn cho bo điều khiển và các ngoại vi.
- CPU: được xem như là bộ não của plc, chịu trách nhiệm đọc tín hiệu ngõ vào, quản lý, lưu trữ bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ chương trình; thực hiện chương trình, giao tiếp với ngoại vi qua cổng truyền thông, xuất tín hiệu điều khiển ngõ ra; đặc trưng với tốc độ xử lý, dung lượng bộ nhớ, khả năng mở rộng.
- Ngoại vi bao gồm: ngõ in/out, cổng truyền thông, chân phát xung, tín hiệu analog.
- Cấu trúc PLC
Tính năng của plc
- Điều khiển tín hiệu ngõ ra dựa trên trạng thái của các tín hiệu ngõ vàoo. Ví dụ: PLC nhận tín hiệu từ cảm biến và điều khiển relay để đóng cắt van khí nén.
- Điều khiển PID áp suất nước, tốc độ động cơ, nhiệt độ.
- Kết nối truyền thông với HMI qua các chuẩn như Modbus, CClink, Ethercat, CANopen.
- Phát xung điều khiển vị trí motor servo, step.
- Ngõ out analog điều khiển biến tần, van tuyến tính.
- Ngõ vào analog đọc tín hiệu điện áp, dòng điện của cảm biến áp suất, nhiệt độ, khoảng cách.
- Đọc tín hiệu đầu cân loadcell bằng truyền thông hoặc analog.
- Có thể mở rộng bằng module Ethernet hoặc module đọc nhiệt độ Pt100, can nhiệt K.
- Ngõ vào tốc độ cao dùng để đọc xung từ encoder.
Ứng dụng
- Công Nghiệp: máy đóng gói, máy bế, máy in flexo, máy in lụa, máy chia cuộn, máy cán sóng tôn, dây chuyền xử lý nước thải, xi mạ tôn, nhà máy xi măng, bia rượu, nước giải khát.
- Đời sống: hệ thống đèn giao thông, nhà thông minh.
- Nông nghiệp công nghệ cao như hệ thống tưới tiêu, sưởi tự động.
Lập trình PLC
Lập trình PLC là thao tác trên phần mềm máy tính hoặc thiết bị chuyên dụng để viết chương trình sau đó nạp lên thiết bị. Yêu cầu lập trình viên:
- Am hiểu ngôn ngữ lập trình như Ladder (bậc thang), FBD (Function Block Diagram), STL (Statement List).
- Đối với người mới học nên ưu tiên Ladder vì gần với sơ đồ điện và dễ hiểu hơn..
- Phải có kiến thức cơ bản về: kỹ thuật lập trình, kỹ thuật số, linh kiện điện tử, mạch điện cơ bản.
- Chọn hãng và dòng plc để làm quen. Ưu tiên loại phổ biến để có thể tìm được phần mềm, tài liệu, có cộng đồng hỗ trợ.
- Tải phần mềm, đọc tài liệu của mã plc định sử dụng để nắm về cách đấu nối nguồn, ngõ vào, ngõ ra, module, cổng lập trình…
- Tìm hiểu về chức năng mô phỏng để thử lập trình những chương trình ngắn, cơ bản.
- Đọc kỹ tập lệnh và ví dụ minh họa để hiểu cách dùng từng lệnh.
- Nếu có điều kiện nên mua thiết bị thực về thực hành sẽ giúp kỹ năng phần cứng phát triển tốt hơn.
Kinh nghiệm chọn PLC
- Chọn loại phổ biến, ưu tiên hàng có sẵn.
- Tìm hiểu trước về phần mềm lập trình có dễ tìm, dễ cài đặt hay không? dung lượng bao nhiêu? có yêu cầu máy tính cấu hình cao không?
- Nên tìm hiểu trước tài liệu hướng dẫn, nếu loại plc đó phổ biến thì sẽ được nhiều người chia sẻ tài liệu.
- Đối với sinh viên hoặc kỹ thuật viên nên chọn loại giá rẻ mà có đủ tính năng cơ bản để học tập – nghiên cứu.
- Xác định số lượng In/Out: nên chọn dư từ 30-40% để thuận tiện cho việc dự phòng sau này có phát sinh thêm.
- Nếu có đọc tín hiệu từ cảm biến có ngõ ra analog thì phải chọn loại có sẵn chân đọc analog hoặc có khả năng mở rộng module đọc analog.
- Có đọc encoder thì phải chọn loại encoder có ngõ ra tương thích với plc, tốc độ xung của encoder phải nằm trong giới hạn đọc của bộ đếm xung tốc độ cao trên plc.
- Nếu có điều khiển biến tần thì nên chọn trước giải pháp điều khiển tốc độ bằng ngõ ra analog; đa cấp tốc độ hay truyền thông Modbus để chọn plc cho phù hợp.
- Chọn PLC có ngõ ra transistor và đủ số lượng kênh phát xung tốc độ cao để điều khiển số lượng servo theo yêu cầu. Vì plc thường giới hạn số servo có thể điều khiển được phụ thuộc vào số chân phát xung tốc độ cao có sẵn.
- Kết nối truyền thông: xác định trước chuẩn truyền thông của các ngoại vi để lựa chọn loại có hỗ trợ cùng phương thức thì mới giao tiếp được với nhau.