Plc là gì ? cách chọn cấu hình cho plc

Plc ( program logic controller) là thiết bị điều khiển logic lập trình được, có chức năng nhận tín hiệu ngõ vào: cảm biến, công tắc, nút nhấn và điều khiển ngõ ra: động cơ, điện trở nhiệt, khởi động từ, servo.

Cấu tạo

  • Nguồn: 220v hoặc 24v.
  • CPU với thông số: tốc độ xử lý, dung lượng bộ nhớ, khả năng mở rộng.
  • Ngoại vi: in/out, truyền thông, phát xung, analog.
cấu trúc của một PLC
Cấu trúc PLC

Ứng dụng

  • Công nghiệp: máy móc nhỏ như đóng gói, băng tải, hệ thống lớn, điều khiển phức tạp như dây chuyền xử lý nước thải, nhà máy xi măng
  • Đời sống : hệ thống đèn giao thông, nhà thông minh, nông nghiệp công nghệ cao.

Lập trình plc

Được hiểu 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:

  • Phải am hiểu ngôn ngữ lập trình như ladder( bậc thang), FBD (FUNCTION BLOCK DIAGRAM), STL ( STATEMENT LIST).
  • Am hiểu về loại máy móc

Kinh nghiệm chọn plc

  • Chọn loại phổ biến, ưu tiên hàng có sẵn.
  • Có kèm phần mềm lập trình, tài liệu hướng dẫn.
  • Đối với sinh viên hoặc kỹ thuật mua hàng để tự học nên chọn loại giá rẻ, không nên chọn những dòng quá cao cấp.
  • Xác định số lượng in/out, nên chọn dư từ 30-40% để thuận tiện cho việc bổ sung hay phát triển về sau.
  • Nếu có cảm biến có ngõ out analog như 0-10v hay 4-20ma thì, phải chọn loại có tích hợp sẵn ngõ vào analog. Trong trường hợp plc không hỗ trợ module analog thì có thể chọn cảm biến có hỗ trợ truyền thông.
  • Nếu có đọc encoder thì phải xác định được tốc độ tối đa và độ phân giải encoder, để chọn được loại plc đáp ứng được tốc độ đọc xung này.
  • Khi điều khiển biến tần thì chọn điều khiển tốc bộ bằng ngõ ra analog hay đa cấp tốc độ. Ngoài ra có thể dùng truyền thông để điều khiển.
  • Đối với các ứng dụng điều khiển servo thì phải chọn loại có ngõ ra transistor và hỗ trợ điều khiển đủ số lượng dự án yêu cầu.
  • Nếu có kết nối truyền thông tới nhiều thiết bị khác như đồng hồ nhiệt độ, hmi, máy tính hay plc khác thì các bạn cần phải quan tâm tới khả năng kết nối truyền thông của plc đó như hỗ trợ dạng truyền thông gì ? 232, 485 hay ethernet, tốc độ bao nhiêu ? hỗ trợ những chuẩn nào ?

Timer

Là những bộ đếm thời gian có thể lập trình được. Có các kiểu:

  • on delay: khi có tác động của ngõ vào thì timer sẽ tạo một khoảng thời gian trễ sau đó sẽ tác động ngõ ra,
  • off delay thì ngược lại.
  • tác động ngõ ra theo chu kỳ thời gian,
  • timer đôi là dạng tích hợp hai chu kì thời gian.
Tìm hiểu về lập trình timer trong PLC
Tìm hiểu về lập trình timer trong PLC

Ứng dụng

  • Delay. Ví dụ như cần bật bóng đèn sấy 10s.
  • Tạo ra chu kỳ cập nhật. Ví dụ: lập trình bài toán đèn xanh đỏ vàng.
  • Để tạo tín hiệu báo lỗi. Ví dụ như khi khởi động máy 10 phút mà chưa có thao tác của người vận hành thì có thể ra tín hiệu cảnh báo.

Lập trình timer

  • tìm hiểu về loại timer: on hay off delay
  • tiếp theo là đơn vị: ms hay là s
  • cấu trúc của ngõ vào
  • ngõ ra tác động như thế nào.

Ví dụ plc mitsubishi có 2 dạng:

  • Không tự giữ 1ms, 10ms, 100ms, ngoài ra loại
  • Tự giữ : 1ms, 100 ms.

Số lượng timer thường giới hạn theo cấu hình hoặc dung lượng bộ nhớ của cpu, vì vậy phải sử dụng timer hợp lý để tránh tình trạng bị thiếu.

Bộ phát xung tốc độ cao

Plc có ngõ ra transistor, thường tích hợp từ 2-4 chân phát xung tốc độ cao với tốc độ từ 10Khz đến 100Khz.

Tìm hiểu về bộ phát xung tốc độ cao trên PLC
Tìm hiểu về bộ phát xung tốc độ cao trên PLC

Lập trình

  • Xác định chân phát xung, thường lại những chân đầu tiên trong ngõ ra, tiếp theo là
  • Cài đặt tần số phát xung,
  • Tính số xung cần phát.
  • Đọc thêm các tham số trạng thái của quá trình phát xung như kết thúc quá trình phát xung hay bit kích hoạt quá trình phát xung.

Bộ đếm xung tốc độ cao

  • Chỉ tích hợp ngõ vào đọc xung tốc độ cao ở một số chân nhất định và thường được gọi tắt là hsc( high speed counter).
  • Xem trong phần Specification để biết plc tích hợp bao nhiêu chân đếm và tần số tối đa bao nhiêu ?
Tìm hiểu về bộ đếm xung tốc độ cao HSC của PLC
Tìm hiểu về bộ đếm xung tốc độ cao HSC của PLC

Cách sử dụng

  • Cấu hình phần cứng và config ngõ vào input để nhận xung.
  • Sử dụng câu lệnh hay hàm đếm xung để đọc giá trị.
  • Đối với một số dòng  còn tích hợp sẵn khối hàm đọc tốc độ hoặc tần số

Kết nối PLC với encoder

Encoder có rất nhiều loại với điện áp khác nhau như 5V, 12-24v và dạng ngõ ra là điện áp, line driver, open collector, totem pole. Đối với loại 5v nếu muốn dùng plc đọc thì phải mua mạch đệm điện áp từ 5v lên 24v.

Tìm hiểu về cách lập trình PLC đọc encoder
Tìm hiểu về cách lập trình PLC đọc encoder
  • Kiểm tra xem encoder dùng loại ngõ ra điện áp hay cực thu hở.
  • Tra xem chân nào của plc được tích hợp khả năng đọc xung tốc độ cao thì hãy kết nối vào chân đó.
  • Khi đấu nối phải tham khảo thật kỹ tài liệu của plc và encoder

Để kiểm tra kết nối thành công hay chưa ? có thể viết một chương trình đơn giản, sau đó dùng tay xoay nhẹ encoder xem trạng thái ngõ vào của plc có thay đổi trạng thái hay chưa ? Nếu vẫn chưa kết nối được thì bạn hãy cứ xem kỹ lại manual một lần nữa, cứ đấu đúng theo tài liệu thì chắc chắn sẽ kết nối được.

Truyền thông

Là khả năng kết nối với các thiết bị ngoại vi xung quanh để truyền dữ liệu. Ví dụ:

  • kết nối với hmi để nhận lệnh điều khiển từ người công nhân vận hành.
  • Kết nối với nhiều loại plc cùng hãng hoặc khác hãng để trao đổi dữ liệu cùng điều khiển một máy móc dây chuyền phức tạp hoặc hệ thống lớn.
  • Truyền thông với hệ scada để điều khiển và giám sát từ.
  • Kết nối với thiết bị ngoại vi như biến tần, servo, bộ điều khiển nhiệt độ, đồng hồ đo công suất, ampe và điện áp có tích hợp truyền thông.
Tìm hiểu cơ bản về truyền thông của PLC
Tìm hiểu cơ bản về truyền thông của PLC

Các chuẩn truyền thông phổ biến

  • Kiểu kết nối vật lý : 232, 422/485, ethernet. Trong đó thì 232 và 422/485 hiện nay đang phổ biến hơn ở các dòng plc cũ, các dòng mới hiện nay đa số đều được tích hợp chuẩn ethernet.
  • Chuẩn truyền thông phổ biến như Modbus, Profinet, CClink, mechatrolink, Can-open, Ethercat.

Đặc điểm

  • Có thể kết nối với nhiều loại thiết bị khác nhau cùng trên mạng đường truyền thông.
  • Cùng một lúc có thể truyền dữ liệu tới nhiều thiết bị trên mạng truyền thông.
  • Giảm việc sử dụng ngõ vào ra analog để tiết kiệm chi phí cho dự án bởi vì giá thành module analog thường rất cao.
  • Đòi hỏi người lập trình phải có kiến thức về phần cứng cũng như cấu hình để cho mạng truyền thông trên plc.
  • Trong một số trường hợp có thể bị nhiễu trên mạng truyền thông dẫn tới việc truyền nhận dữ liệu thất bại.

Ví dụ trong một dự án tủ điện có sử dụng 10 biến tần và 1 plc. Nếu sử dụng truyền thông thì ta sẽ tiết kiệm được 10 ngõ ra analog để plc điều khiển tốc độ cho biến tần.

Đấu dây ngõ vào

Plc hiện nay thường có 2 dạng đấu dây ngõ vào số là dạng sink hoặc source( chân chung được nối lên nguồn 0V hay nguồn +24v).

Ví dụ: đấu dây kiểu sink thì chân chung được nối lên nguồn +24v, công tắc: 1 chân xuống 0V và chân còn lại đấu vào plc, khi công tắc hở thì ngõ vào là 0, khi đóng lại thì ngõ vào là 1.

Tìm hiểu ngõ vào ra số của PLC
Tìm hiểu ngõ vào ra số của PLC

Để đấu dây ngõ vào thì phải tham khảo trong catalog để kết nối cho đúng. Plc hiện nay đều sử dụng nguồn 24V cho việc đấu ngõ vào nên tránh sử dụng nguồn AC 220v để cấp có thể gây hư hỏng.

Analog

Những giá trị dòng điện hay điện áp do cảm biến đưa về được gọi là analog, plc sẽ đọc tín hiệu này bằng chân ngõ vào analog.

Tìm hiểu về ngõ vào ra analog của PLC
Tìm hiểu về ngõ vào ra analog của PLC

Ví dụ như ngõ vào analog 0-10V có độ phân giải là 10 bit thì giá trị đầu vào 0V ứng với ô nhớ giá trị là 0, giá trị đầu vào 10V ứng với giá trị 2^10-2=1023.

Có 2 dạng analog:

  • 0-10V
  • 4-20mA

4-20mA được sử dụng trong thực tế nhiều hơn nhờ khả năng kéo dây đi xa mà tín hiệu vẫn không bị suy yếu.

Lưu ý

  • Tuyệt đối không được cấp điện áp hoặc ampe quá lớn vào chân analog. Ví dụ như cấp nguồn 24 hoặc 220v vào trực tiếp 2 chân này sẽ gây hư hỏng.
  • Trường hợp tín hiệu sẽ bị trôi zeroL giá trị thực đang là 0V mà plc đọc được giá trị khác 0 thì có thể cài đặt phần offset để hiệu chỉnh lại.
0 Bình luận
Phản hồi nội tuyến
Xem tất cả bình luận
0
Nếu có thắc mắc hoặc đóng góp vui lòng gửi bình luận.x