Thiết bị thực hiện lệnh điều khiển chính của máy móc công nghiệp hiện nay chính là plc. Vậy plc là gì ? mời các bạn cùng abientan tìm hiểu cơ bản về plc trong bài viết này nhé.
Bộ lập trình PLC là gì ?
Plc là viết tắt của cụm từ program logic controller, tạm dịch có nghĩa là thiết bị điều khiển logic có khả năng lập trình được. Bộ lập trình plc ra đời để thay thế những hệ thống điều khiển logic cũ sử dụng nhiều relay, tiếp điểm, nút nhấn để thực hiện nhiệm vụ trong máy móc công nghiệp. Trong plc ngoài sử dụng tín hiệu từ các ngõ vào- ra kết nối từ phần cứng thì còn cung cấp cho ta nhiều tiếp điểm ảo giúp người thiết kế hệ thống dễ dàng lập trình tín hiệu ngõ ra dựa vào sự thay đổi tín hiệu ngõ vào một cách linh hoạt.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại plc với cách thức viết và nạp chương trình khác nhau. Chính vì vậy chỉ cần đáp ứng theo đúng tiêu chí của từ viết tắt PLC thì đều có thể gọi chúng là plc.
Cùng với sự phát triển của máy móc tự động hóa thì các dòng plc cũ dần dần được tích hợp thêm nhiều tính năng khác nhằm giúp nó có thể điều khiển được nhiều thiết bị cũng như khả năng kết nối nhiều hệ thống với nhau. Những tính năng mở rộng phổ biến hiện nay của plc như khả năng đọc xuất tín hiệu analog để có thể giám sát và điều khiển những tín hiệu tương tự như là nhiệt độ, độ ẩm áp suất. Tích hợp khả năng đọc xung tốc độ cao từ cảm biến đo vòng quay encoder để đo tốc độ động cơ, khoảng cách di chuyển. Kết nối với nhiều thiết bị ngoại vi bằng truyền thông như màn hình cảm ứng hmi, máy tính.
Khi tìm hiểu về plc thì chủ yếu các bạn cần phải hiểu cơ bản về cấu tạo và nguyên lý của plc để có thể kiểm tra sửa chữa một số lỗi cơ bản khi plc xảy ra sự cố hư hỏng. Còn muốn viết chương trình cho plc thì đòi hỏi các bạn cần đầu tư nhiều thời gian và tâm huyết để tìm hiểu và nghiên cứu về nó.
Tham khảo sản phẩm: Plc cũ giá rẻ
Cấu tạo của plc
Plc thường được cấu tạo bởi 3 thành phần chính đó là phần nguồn thường là 220v hoặc 24v( có một số loại plc ít phổ biến có thể sử dụng nguồn 5v hoặc 3.7v). Tiếp theo là CPU, mỗi loại plc tùy theo ứng dụng thì sẽ có tốc độ xử lý cũng như bộ nhớ lưu trữ chương trình, khả năng mở rộng khác nhau. Phần còn lại là khối ngoại vi bao gồm: in/out, truyền thông, module phát xung, analog.
Tùy theo ứng dụng và giá thành mà plc cũng được thiết kế theo rất nhiều hình dạng khác nhau nhưng chủ yếu có 2 hình dạng chính là dạng nguyên khối và dạng module. Đối với một số loại yêu cầu nhỏ gọn thì có một số loại plc dạng slim( mỏng), còn đối với loại thường sẽ là dạng khối gắn thanh ray để bắt lên tấm lắp thiết bị của tủ điện.
Hiện nay có những loại plc được thiết kế theo dạng tối ưu chi phí nên làm theo một số dòng board mạch, nên trong giới tự động hóa thường hay gọi với cái tên là board plc hay plc dạng board. Các bạn cũng có thể tìm hiểu về về plc dạng này để sử dụng nhằm tiết kiệm về tài chính.
Tham khảo: Khóa học plc online miễn phí
Ứng dụng của plc trong thực tế
Ứng dụng của plc hiện nay rất phổ biến trong công nghiệp cũng như đời sống. Những loại máy móc nhỏ như đóng gói, băng tải cũng có thể sử dụng một số dòng plc kinh tế có in/out ít, thiết kế nhỏ gọn với giá thành rất cạnh tranh. Đặc điểm chính của những loại plc này đó chính là tích hợp đầy đủ các tính năng cần thiết để linh hoạt sử dụng cho nhiều ứng dụng cơ bản.
Đối với những hệ thống lớn, điều khiển phức tạp như dây chuyền xử lý nước thải, nhà máy xi măng thì có những dòng plc thiết kế dạng module tùy theo nhu cầu mà có thể sử dụng nhiều loại module khác nhau. Khi sử dụng loại này thì chúng ta phải tính toán loại CPU chính cũng như số lượng in/out, module analog, truyền thông để có thể đáp ứng đúng và đủ yêu cầu kỹ thuật của dự án.
Trong đời sống thì plc có thể ứng dụng cho rất nhiều hệ thống đèn giao thông, nhà thông minh. Đặc biệt trong sự phát triển của nền nông nghiệp thì plc đã và sẽ ứng dụng nhiều để giúp hiện đại hóa quá trình sản xuất nông nghiệp ở của nước ta hiện nay.
Tham khảo dịch vụ: Hỗ trợ kỹ thuật biến tần servo plc
Lập trình plc là sao ?
Lập trình plc có thể được hiểu là người sử dụng plc cần phải thao tác trên phần mềm máy tính hoặc thiết bị chuyên dụng để viết chương trình sau đó nạp lên thiết bị thì nó mới có thể khả năng hoạt động. Để có thể lập trình được cho plc yêu cầu hai yếu tố cơ bản sau:
- Một là người lập trình được plc phải được đào tạo hoặc tự học cách lập trình bằng một số ngôn ngữ lập trình sử dụng cho plc như ladder( bậc thang),FBD (FUNCTION BLOCK DIAGRAM), STL (STATEMENT LIST). Mỗi hãng plc có thể sử dụng ngôn ngữ khác nhau tuy nhiên về cấu trúc cơ bản vẫn giống nhau.
- Hai là bạn phải là người am hiểu về loại máy móc mà plc cần điều khiển mới có thể viết được chương trình cho thiết bị chạy. Ví dụ như bạn muốn lập trình cho plc điều khiển máy đóng gói thì các bạn cần phải nắm rõ quy trình chạy và từng cụm thiết bị hoạt động như thế nào thì bạn mới có khả năng viết được một chương trình hoàn chỉnh để cho máy hoạt động.
Một số dòng plc thông dụng hiện nay
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều hãng sản xuất plc, mỗi hãng lại có nhiều dòng khác nhau chính vì vậy mà bạn sẽ rất mơ hồ khi quyết định tìm hiểu về một dòng plc nào. Các bạn tham khảo thêm một số dòng phổ biến nhất sau đây.
Đầu tiên là phải kể đến Siemens của Đức với các dòng mới hiện nay là s7-1200 s7-1500 thay thế cho một số dòng cũ là s7-200 và s7-300. Nói đến plc siemens là phải nói đến giá thành cao và phần mềm lập trình rất nặng, tuy nhiên bù lại độ ổn định cao cũng như hỗ trợ của hãng cũng như cộng đồng người sử dụng nhiều, hàng Siemens thường ứng dụng nhiều cho máy móc cao cấp hoặc hệ thống tự động hóa lớn. Nguyên nhân quan trọng khiến tại Việt Nam nhiều người dùng Siemens đó là do hãng xâm nhập vào thị trường Việt Nam tương đối sớm.
Một hãng plc khác cũng khá phổ biến đó chính là Mitsubishi của Nhật Bản. Một số dòng đang phổ biến hiện nay của mitsu như fx-3u fx-5u hay fx-3g thay thế cho một số dòng cũ như fx-1n và fx2n. Plc Mitsu thì có giá thành mềm hơn có thể ứng dụng cho một số loại máy móc công cụ hoạt động độc lập. Sự phổ biến của plc mitsu tại Việt Nam là do theo máy nhập về từ Nhật rất nhiều.
Ngoài ra trên thị trường còn có một số hãng plc khác như là Omron, Delta, Panasonic, Keyence cũng hướng dẫn một số ứng dụng cho máy móc dây chuyền.
Khi chọn mua plc cần phải chú ý điều gì ?
Để có thể chọn mua đúng loại PLC để dự phòng, thay thế hay cho dự án mới các bạn có thể thực hiện theo quy trình như sau:
Đối với việc mua dự phòng hay thay thế thì thao tác đầu tiên các bạn cần làm đó chính phải có hình ảnh nhãn hoặc nameplate của thiết bị cũ. Sau đó xác định mã hàng để tìm mua sản phẩm đúng mã. Lưu ý đối với PLC muốn mua hàng dự phòng phải sao chép hay upload được chương trình trong thiết bị cũ thì mua hàng thay thế mới gắn vào cho máy hoạt động trở lại được.
Còn với PLC dùng cho dự án mới các bạn nên tham khảo theo quy trình như sau:
- Xác định số lượng ngõ vào, số lượng ngõ ra cần thiết để chọn loại CPU và module mở rộng thích hợp. Đối với ngõ ra thì các bạn phải chọn loại ngõ ra transistor hay relay.
- Tính toán liên quan tới số lượng tín hiệu analog đầu vào ra cần dùng.
- Nếu có kết nối với màn hình cảm ứng HMI thì phải chọn loại PLC có mở rộng truyền thông.
- Ngoài ra thì các bạn cũng nên tham khảo về bộ nhớ cần dùng và hỗ trợ tập lệnh của loại PLC cần dùng nếu ứng dụng phức tạp.
Tư vấn cách chọn cấu hình plc theo từng ứng dụng
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại plc của nhiều hãng khác nhau, để lựa chọn hãng bạn sẽ sử dụng bạn cần phải xem xét đến một số yếu tố sau đây. Bạn nên chọn những hãng plc phổ biến tại Việt Nam để có thể mua hàng nhanh và nhận được nhiều sự hỗ trợ, nên ưu tiên mua tại những đại lý có hàng sẵn hoặc thời gian nhập hàng nhanh để đáp ứng kịp thời cho việc sử dụng của các bạn.
Bạn cũng nên chọn những thương hiệu plc mà có đi kèm phần mềm lập trình, tài liệu hướng dẫn lập trình nhiều để tiện cho việc sử dụng của mình.
Đối với sinh viên hoặc kỹ thuật mua hàng để tự học hay nghiên cứu thì các bạn cũng nên quan tâm tới những loại thương hiệu có giá thành rẻ để tiết kiệm chi phí cho quá trình đầu tư nghiên cứu.
Cách chọn cấu hình plc
Sau khi đã chọn được thương hiệu thì bước tiếp theo các bạn hãy chọn cấu hình cho việc plc bạn dự định sử dụng theo các bước sau.
Đầu tiên quan trọng nhất trong việc chọn cấu hình plc đó là xác định số in/out dự định sử dụng để chọn CPU và dòng plc hợp lý. Khi tính toán in/out các bạn nên chọn dư ra một vài in/out bởi vì trong quá trình lập trình có thể có phát sinh thêm in/out mà chưa tính trước được. Thường thì theo kinh nghiệm của các kỹ sư lập trình plc thì việc chọn số lượng in/out sẽ dư từ 30-40% so với thực tế để thuận tiện cho việc bổ sung hay phát triển về sau này cho hệ thống. Đặc biệt đối với những ứng dụng phức tạp thì chúng ta nên chọn những loại plc có khả năng mở rộng in/out bằng module để có thể sử dụng thêm ngõ vào ra nếu cần trong tương lai.
Tiếp theo thì các bạn quan tâm tới các ngoại vi khác mà hệ thống plc kết nối đọc dữ liệu và điều khiển bao gồm một số gợi ý như sau:
- Nếu plc có đọc giá trị cảm biến có ngõ out analog tương tự như 0-10v ha 4-20ma thì các bạn phải chọn loại plc có tích hợp sẵn ngõ vào analog hoặc gắn được module ananalog. Trong trường hợp plc của bạn không hỗ trợ module analog thì các bạn có thể chọn những dòng cảm biến có hỗ trợ truyền thông để kết nối với plc đọc dữ liệu về.
- Trong hệ thống nếu có đọc encoder thì các bạn phải xác định được tốc độ tối đa và độ phân giải encoder qua đó có thể chọn được loại plc đáp ứng được tốc độ đọc xung này để đảm bảo độ chính xác. Đặc biệt đối với những loại máy càng phức tạp và tốc độ cao thì cần có chân đọc xung tốc độ cao mới đáp ứng được.
- Khi plc điều khiển biến tần thì các bạn có thể chọn các giải pháp điều khiển tốc bộ bằng ngõ ra analog hay đa cấp tốc độ nếu plc không hỗ trợ module analog. Ngoài ra vẫn có thể dùng truyền thông để plc điều khiển biến tần vì các dòng biến tần đời mới hiện nay đều có sẵn truyền thông modbus 485.
- Đối với các ứng dụng plc điều khiển servo thì các bạn luôn phải chọn plc có ngõ ra transistor, tùy theo số lượng servo trên hệ thống mà bạn phải chọn cấu hình plc phù hợp để có đủ số chân điều khiển servo.
- Với hệ thống plc 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 ? chúng phải tương thích với nhau thì mới có khả năng kết nối truyền thông với nhau được.
Ngoài ra bạn cũng nên xem xét tới một số yếu tố như nguồn cấp cho plc và kích thước của plc để thuận tiện cho việc lắp ráp vào tủ điện.
Như vậy là abientan đã chia sẻ cho các bạn kiến thức cơ bản về plc, nếu bạn cần hỗ trợ xin vui lòng liên hệ theo thông tin phía dưới của website.
Tham khảo dịch vụ: Sửa chữa biến tần servo plc