PLC là gì? Các loại PLC phổ biến trên thị trường

Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) hoạt động để điều khiển hệ thống máy tính trong một tổ chức công nghiệp. PLC giám sát các đầu vào của hệ thống và sau đó đưa ra quyết định về các đầu ra liên quan. Thường được sử dụng để giám sát động cơ hoặc máy móc, PLC thường là cơ sở của hệ thống bảo trì dự đoán, có thể cảnh báo doanh nghiệp về các vấn đề tiềm ẩn trước khi chúng gây ra sự cố lớn.

PLC là gì

Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) thường được định nghĩa là máy tính công nghiệp thu nhỏ có chứa phần cứng và phần mềm được sử dụng để thực hiện các chức năng điều khiển.

Cụ thể hơn, PLC sẽ được sử dụng để tự động hóa các quy trình cơ điện công nghiệp, chẳng hạn như điều khiển máy móc trên dây chuyền lắp ráp nhà máy, trò chơi giải trí hoặc dây chuyền chế biến thực phẩm. Chúng được thiết kế để bố trí nhiều đầu vào và đầu ra kỹ thuật số và tương tự với tuỳ chọn mở rộng, khả năng chống nhiễu điện và khả năng chống rung và va đập.

PLC là gì
PLC là gì

PLC là viết tắt của từ gì

PLC là viết tắt của từ “Programmable Logic Controllers”. PLC được phát minh bởi Dick Morley vào năm 1964. Kể từ đó PLC đã tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực công nghiệp và sản xuất. Có một loạt các chức năng PLC như định thời gian, đếm, tính toán, so sánh và xử lý các tín hiệu tương tự khác nhau.

Ưu điểm chính của PLC so với hệ thống điều khiển “có dây” là bạn có thể quay lại và thay đổi PLC sau khi đã lập trình, với chi phí thấp (chỉ bằng thời gian của người lập trình). Trong hệ thống điều khiển có dây cứng, về cơ bản bạn phải tháo dây ra và bắt đầu lại từ đầu (điều này đắt hơn và mất nhiều thời gian hơn).

Lập trình PLC là gì

Tất cả phần mềm và chương trình cần thiết để PLC hoạt động như một bộ điều khiển độc lập được duy trì trên bo mạch trong bộ xử lý.

PLC được lập trình bằng một trong các ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn sau:

Lập trình PLC
Lập trình PLC

Sơ đồ bậc thang

Được sử dụng chủ yếu cho các hoạt động logic (Boolean) và được các thợ điện và kỹ thuật viên điều khiển dễ dàng hiểu được. Đây là ngôn ngữ được sử dụng phổ biến nhất và được hỗ trợ bởi tất cả các nhà cung cấp PLC.

Sơ đồ khối chức năng

Được sử dụng chủ yếu cho các hoạt động điều khiển tương tự (PID) chuyên sâu và chỉ có sẵn trong PLC “cao cấp”. Nó được sử dụng phổ biến ở một số nước phát triển.

Biểu đồ chức năng tuần tự

Nó được sử dụng chủ yếu cho các hoạt động điều khiển hàng loạt và chỉ có sẵn trong PLC “cao cấp”.

Văn bản có cấu trúc

Nó được sử dụng chủ yếu bởi các lập trình viên PLC có nền tảng ngôn ngữ máy tính và chỉ được hỗ trợ trong PLC “cao cấp”.

Cấu trúc PLC

Cấu trúc PLC được chia thành ba khối chính:

    • Khối đầu vào,
    • Khối đầu ra
    • Khối CPU
Sơ đồ khối PLC
Sơ đồ khối PLC

PLC thu thập dữ liệu từ tầng nhà máy bằng cách giám sát đầu vào mà máy móc và thiết bị được kết nối. Dữ liệu đầu vào sau đó được xử lý bởi CPU, áp dụng logic cho dữ liệu, dựa trên trạng thái đầu vào. Sau đó, CPU sẽ thực thi logic chương trình do người dùng tạo và xuất dữ liệu hoặc lệnh tới các máy và thiết bị mà nó được kết nối.

Có hai loại đầu vào chính:

    • Đầu vào dữ liệu từ thiết bị và máy móc và
    • Đầu vào dữ liệu do con người tạo điều kiện.

Dữ liệu đầu vào từ cảm biến và máy móc được gửi đến PLC. Đầu vào có thể bao gồm trạng thái bật / tắt cho những thứ như công tắc cơ học, nút và bộ mã hóa. Trạng thái cao / thấp cho những thứ như nhiệt độ, cảm biến áp suất và máy dò mức chất lỏng hoặc trạng thái đóng / mở cho những thứ như máy bơm và giá trị.

Đầu vào do con người tạo điều kiện bao gồm nhấn nút, công tắc, cảm biến từ các thiết bị như bàn phím, màn hình cảm ứng, điều khiển từ xa hoặc đầu đọc thẻ.

Đầu ra là các hành động vật lý hoặc kết quả trực quan dựa trên logic PLC để đáp ứng với các đầu vào đó. Đầu ra vật lý bao gồm khởi động động cơ, bật đèn, xả van, tăng nhiệt hoặc tắt máy bơm. Kết quả đầu ra trực quan được gửi đến các thiết bị như máy in, máy chiếu, hoặc màn hình hmi, Scada…

Nguyên lý hoạt động của PLC

PLC hoạt động như thế nào?

Có thể hiểu đơn giản hoạt động của bộ điều khiển logic khả trình là một phương pháp quét tuần hoàn hay còn gọi là chu kỳ quét.

Sơ đồ PLC điều khiển hệ thống
Sơ đồ PLC điều khiển hệ thống

Quy trình quét PLC bao gồm các bước sau:

    • Hệ điều hành bắt đầu quay vòng và giám sát thời gian.
    • CPU bắt đầu đọc dữ liệu từ mô-đun đầu vào và kiểm tra trạng thái của tất cả các đầu vào.
    • CPU bắt đầu thực thi người dùng hoặc chương trình ứng dụng được viết bằng logic bậc thang rơle hoặc bất kỳ ngôn ngữ lập trình PLC nào khác.

Tiếp theo, CPU thực hiện tất cả các nhiệm vụ chẩn đoán và giao tiếp nội bộ.

Theo kết quả chương trình, nó ghi dữ liệu vào mô-đun đầu ra để tất cả các đầu ra được cập nhật.

Quá trình này tiếp tục miễn là PLC ở chế độ chạy.

Các loại PLC phổ biến trên thị trường

Các loại PLC phổ biến trên thị trường có thể nói là chiếm số đông ở các dòng sản phẩm đến từ thương hiệu Siemens, tiêu biểu là các dòng sản phẩm mà chúng ta ít nhất một lần trong quá trình học tập hay công tác đã gặp qua. Đó là:

PLC hãng Siemens
PLC hãng Siemens

PLC S7 200

PLC S7 200 có thể nói là thiết bị PLC phổ biến nhất, lâu đời nhất mà chúng ta đã từng trải nghiệm qua trong quá trình học tập trên giảng đường đại học.

Trong thực tế, các ứng dụng nhỏ, không yêu cầu tốc độ cao vẫn đang sử dụng PLC 27 200 để điều khiển. Và chúng hoạt động rất tốt, làm thay đổi hệ thống sản xuất theo tính tự động hoá cao.

Ví dụ như PLC S7 200 dùng để điều khiển băng tải phân loại sản phẩm…

PLC S7 300

PLC S7 300 là thành viên trong series S7 của Siemens. Chúng là dòng ra đời sau với những thay đổi nâng cấp về CPU cũng như các module I/O…

PLC S7 300 cũng đang được dùng để giảng dạy bộ môn tự động hoá và ứng dụng nhiều trong các hệ thống đóng gói, chạy băng tải đếm sản phẩm, phân loại sản phẩm trong các nhà máy sản xuất…

PLC S7 1200

Bộ điều khiển SIMATIC S7-1200 là sự lựa chọn lý tưởng khi thực hiện linh hoạt và hiệu quả các tác vụ tự động hóa trong phạm vi hiệu suất từ thấp đến trung bình. Chúng có một loạt các chức năng công nghệ và giao tiếp tích hợp cũng như thiết kế đặc biệt nhỏ gọn và tiết kiệm không gian.

PLC điều khiển băng tải
PLC điều khiển băng tải

Bộ điều khiển S7-1200 được thiết kế như một CPU nhỏ gọn, có nghĩa là các IO đã được tích hợp sẵn. Tuy nhiên, PLC S7-1200 có thể được trang bị thêm các mô-đun IO để mở rộng khả năng của PLC.

Các mô-đun giao tiếp làm tăng khả năng giao tiếp của PLC SIMATIC S7-1200 thông qua các chức năng và giao diện bổ sung. Các mô-đun giao tiếp S7-1200 hỗ trợ giao tiếp nối tiếp, PROFIBUS, IO-Link, AS-Interface và một số tiêu chuẩn di động.

PLC S7 1500

Sử dụng bộ điều khiển SIMATIC S7-1500 mang lại cho bạn hiệu suất cao nhất và khả năng tích hợp trong tương lai. Bạn có thể biến những thiết kế máy móc tinh vi nhất thành hiện thực nhờ cấu trúc mô-đun của bộ điều khiển, cung cấp sự hỗ trợ đáng tin cậy khi bạn làm việc theo cách của mình thông qua chuyển đổi kỹ thuật số.

Nền tảng đa chức năng TM MFP được thiết kế để tích hợp các ứng dụng độc lập khác nhau.

Hoạt động cho các ứng dụng ngôn ngữ cấp cao tùy chỉnh., Ví dụ C/C++ cho:

    • Bộ chuyển đổi giao thức,
    • Kết nối cơ sở dữ liệu,
    • Các thuật toán phức tạp,
    • Tích hợp các hệ thống tầm nhìn

Có thể sử dụng các gói phần mềm tùy chọn và các ứng dụng tiên tiến, ví dụ: Proneta hoặc SIMATIC Flow Creator.

Nền tảng đa chức năng cho PC- và các tác vụ điều khiển

PLC S7 1500
PLC S7 1500

CPU 1518 (F) -4 PN / DP MFP cho phép hợp nhất các ứng dụng riêng biệt trước đây trên một nền tảng chung. Do khả năng kết nối và khả năng tính toán cao, CPU MFP phù hợp cho các tác vụ điều khiển phức tạp cũng như cho các ứng dụng PC điển hình như yêu cầu lập trình ngôn ngữ cấp cao, được phát triển dựa trên mô hình hoặc phải được triển khai bằng cách sử dụng cơ sở dữ liệu

Ngoài ra, chúng ta còn có thể phân loại PLC theo thương hiệu đang có mặt trên thị trường. Ví dụ như:

    • PLC Siemens
    • PLC Delta
    • PLC Omron
    • PLC Schneider
    • PLC Panasonic
    • PLC Keyence
    • PLC Rockwell
    • PLC ABB
    • PLC INVT
    • PLC Yaskawa

Ứng dụng PLC trong thực tiễn

Hệ thống PLC linh hoạt và có thể áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp. Dưới đây là một số ứng dụng thực tế của công nghệ PLC.

Dầu khí

Các công ty hoạt động trong ngành dầu khí thường bổ sung các vị trí giếng khoan như một phần trong kế hoạch mở rộng của họ.

PLC điều khiển van công nghiệp
PLC điều khiển van công nghiệp

Các hệ thống này sử dụng máy bơm, van và cảm biến để hoạt động hiệu quả. Bằng cách phát triển một hệ thống PLC duy nhất, có thể mở rộng kết hợp HMI, các công ty dầu khí có thể xử lý tất cả các bệ giếng của nó một cách nhanh chóng và dễ dàng. Ví dụ như: PLC nhận tín hiệu từ các cảm biến đo mức, các đồng hồ đo lưu lượng và xử lý thông tin sau đó gửi tín hiệu đến các bộ điều khiển van để đóng ngắt các van này theo quy trình hệ thống.

Sản xuất giấy

Trong ngành công nghiệp này, PLC có thể giúp điều khiển các máy thường xuyên chạy ở tốc độ rất cao như in báo và sách.

Công ty xi măng

Lò nung xi măng yêu cầu tỷ lệ nguyên liệu cụ thể để sản xuất xi măng chất lượng cao. Hệ thống PLC có thể điều khiển máy nghiền bi, lò trục và lò than.

HVAC

Thông thường, các ứng dụng này sử dụng cảm biến có thể gửi cảnh báo ngay khi vượt quá giới hạn có thể chấp nhận được. Hệ thống PLC sau đó có thể thông báo cho nhóm bảo trì rằng cần sửa chữa ngay lập tức. Điều này có thể ngăn ngừa thiệt hại đắt tiền của thiết bị điện tử hoặc làm hỏng thực phẩm, đồ uống hoặc các sản phẩm y tế.

PLC điều khiển máy bơm
PLC điều khiển máy bơm

Các ngành khác

Đây chỉ là một số ngành thường sử dụng hệ thống PLC. Những lĩnh vực khác bao gồm chăm sóc sức khỏe, dệt may, hàng không vũ trụ, ô tô, sản xuất thực phẩm và nhiều lĩnh vực khác.

Thiết bị bơm đã chia sẻ đến bạn những thông tin cơ bản nhất, dễ hiểu nhất về PLC là gì? Các loại PLC phổ biến trên thị trường. Hy vọng bài viết này sẽ giúp ích cho các bạn.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

error: Content is protected !!