PLC: Định nghĩa, nguyên tắc hoạt động và ứng dụng

PLC (viết tắt của “Programmable Logic Controller”) là một thiết bị đặc biệt cho phép lập trình để thực hiện các thuật toán điều khiển logic. Với khả năng nhận các tác động từ các sự kiện bên ngoài thông qua ngõ vào (input) và thực hiện các hoạt động thông qua ngõ ra (output), PLC hoạt động theo cách quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có bất kỳ thay đổi nào từ ngõ vào, thông qua logic chương trình, ngõ ra tương ứng sẽ thay đổi.

Có thể bạn quan tâm

PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình phổ biến như Ladder và Step Ladder. Tuy nhiên, mỗi hãng sản xuất cũng có ngôn ngữ lập trình riêng. Các hãng sản xuất PLC phổ biến hiện nay bao gồm Siemens, Mitsubishi, Rockwell, INVT, Delta…

Bạn đang xem: PLC: Định nghĩa, nguyên tắc hoạt động và ứng dụng

Cấu tạo và phân loại PLC

Hệ thống PLC thường bao gồm các bộ phận chính sau:

Bộ nhớ chương trình: RAM, ROM và có thể sử dụng vùng nhớ ngoài – EPROM.
Bộ xử lý trung tâm CPU.
Module input/output. Thông thường, module I/O được tích hợp trên PLC, nhưng cũng có thể lắp thêm module I/O khi có nhu cầu mở rộng I/O.

Ngoài ra, PLC còn có các bộ phận khác như:

Cổng kết nối PLC và máy tính: RS232, RS422, RS485 được sử dụng để nạp chương trình và giám sát chương trình.
Cổng truyền thông: PLC thường tích hợp cổng truyền thông Modbus RTU. Tùy thuộc vào các hãng và dòng sản phẩm, PLC có thể tích hợp thêm các chuẩn truyền thông như Profibus, Profinet, CANopen, EtherCAT…

Nguyên tắc hoạt động của PLC

Bộ điều khiển trung tâm CPU làm nhiệm vụ điều khiển toàn bộ hoạt động của 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 tích hợp trên PLC giúp bảo vệ chương trình khi có sự cố về điện. CPU 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, dễ dàng lắp đặt.
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 mạch điều khiển relay thông thường. Tuy nhiên, hiện nay thị trường đã có rất nhiều hãng PLC Đức, Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc, dẫn đến giá thành cạnh tranh hơn.
Chi phí phần mềm lập trình: Chi phí mua license 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 license.
Yêu cầu người sử dụng có kiến thức về lập trình PLC: Để thiết bị PLC hoạt động 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

Cách mạng công nghiệp 4.0 đặt ra thách thức lớn đối với các doanh nghiệp. PLC không chỉ là một thiết bị điều khiển đơn thuần đáp ứng về logic và tốc độ trong dây chuyền sản xuất, mà còn giúp kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị điều khiển khác, tạo nên một mạng lưới khép kín.

Sự khác nhau giữa PLC và các kiểu điều khiển khác

Ngày nay, bộ điều khiển lập trình PLC ngày càng thay thế cho các hệ thống điều khiển truyền thống sử dụng relay và contactor.

Hệ thống điều khiển truyền thống:

Khi muốn thay đổi chương trình, cần phải thay đổi toàn bộ.
Khó bảo trì, sửa chữa.

Hệ thống điều khiển bằng PLC:

Thay đổi ngõ vào, ngõ ra và điều khiển hệ thống dễ dàng hơn thông qua phần mềm trên máy tính hoặc console.
Dễ bảo trì và sửa chữa.
Độ bền và đáng tin cậy cao.
Có thể thay thế và mở rộng khi cần thiết.
Công suất tiêu thụ ít, tốc độ hoạt động nhanh hơn.

Cách thức điều khiển chính của PLC

PLC có các chức năng điều khiển như:

Điều khiển logic: Điều khiển tự động và bán tự động quy trình máy, hỗ trợ bộ đếm và bộ định thời gian.
Điều khiển đáp ứng: Sử dụng các giải thuật điều khiển PID, Logic mờ, điều khiển động cơ Servo và bước, điều khiển biến tần, điều khiển nhiệt độ, áp suất, lưu lượng…
Mạng truyền thông: Kết nối nhiều bộ điều khiển PLC, kết nối với hệ thống SCADA.

Ứng dụng của PLC

Bộ lập trình PLC được ứng dụng trong nhiều ngành và loại máy móc như máy in, máy đóng gói, máy đánh chỉ, máy se sợi, máy chế biến thực phẩm, máy cắt tốc độ cao…

Công ty Cổ phần Tập đoàn DAT là nhà cung cấp hàng đầu tại Việt Nam trong lĩnh vực tự động hóa và năng lượng tái tạo. Với hơn 17 năm kinh nghiệm và hệ sinh thái giá trị, DAT Group nhận được sự tin tưởng, hợp tác của hơn 10.000 khách hàng và đối tác trên toàn quốc.

DAT Group là Tổng đại diện INVT và Nhà phân phối chính thức của Siemens tại Việt Nam. Chúng tôi cung cấp đa dạng các bộ điều khiển PLC của INVT và Siemens như LOGO, S7-1200, S7-1500, S7-300, IVC1L, IVC3.

Khi mua bộ lập trình PLC tại DAT, bạn sẽ nhận được sản phẩm chất lượng, giải pháp chuyên biệt và dịch vụ vượt trội:

Bảo hành 12 tháng.
Bảo trì trọn đời.
Luôn có kỹ sư hỗ trợ 24/24.
Thanh toán linh hoạt, giao hàng trước thủ tục sau.

Liên hệ ngay hotline 1800 6567 (miễn cước) hoặc chat trực tuyến để trò chuyện trực tiếp với chuyên viên tư vấn của chúng tôi. DAT luôn sẵn sàng hỗ trợ!

Izumi.Edu.VN

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu điện