PLC là gì? Cấu tạo, Phân loại, Nguyên lý hoạt động và Ứng dụng
Bộ điều khiển logic lập trình, hay PLC, là một máy tính bền chắc được sử dụng cho tự động hóa công nghiệp. Các bộ điều khiển này có thể tự động hóa một quy trình cụ thể, chức năng máy móc hoặc thậm chí toàn bộ dây chuyền sản xuất.
PLC là viết tắt của Programmable Logic Controller được phát minh trong sản xuất ô tô để cung cấp một bộ điều khiển linh hoạt, chắc chắn và dễ lập trình để tự động hóa một hệ thống vào năm 1964 bởi Dick Morely. Đây là một thiết bị phần cứng có hệ thống điều khiển dựa trên bộ vi xử lý. PLC là một máy tính đa năng được sửa đổi đặc biệt để thực hiện các nhiệm vụ điều khiển.
Nó được sử dụng cho tự động hóa công nghiệp để tự động hóa một quy trình cụ thể, chức năng máy móc hoặc thậm chí toàn bộ sản xuất. PLC được phát triển để thay thế điện tử cho các hệ thống mạch logic rơ le có dây cứng để điều khiển máy móc. Chúng được thiết kế để sử dụng trong công nghiệp để điều khiển nhiều quy trình tự động trong các ngành công nghiệp.
Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) là máy tính kỹ thuật số chuyên dụng được sử dụng trong các thiết lập công nghiệp để tự động hóa và kiểm soát. Hoạt động như bộ não trung tâm của máy móc và quy trình, PLC nhận dữ liệu đầu vào từ các cảm biến, xử lý dữ liệu thông qua logic được lập trình và tạo tín hiệu đầu ra để điều khiển các thiết bị như động cơ và van. Chúng sử dụng ngôn ngữ lập trình, thường là logic bậc thang, giống như sơ đồ rơ le điện. PLC được gia cố cho môi trường công nghiệp khắc nghiệt và đóng vai trò quan trọng trong việc tự động hóa các tác vụ và giảm sản xuất và năng lượng. Thiết kế mô-đun của chúng cho phép khả năng mở rộng, khiến chúng trở thành các thành phần linh hoạt trong các hệ thống điều khiển công nghiệp hiện đại.
![PLC là gì?]( "PLC là gì?")
PLC là gì?
Có 6 bộ phận chính của PLC, đó là:
![Cấu trúc PLC]( "Cấu trúc PLC")
![Cách hoạt động của Bộ điều khiển lập trình PLC]( "Cách hoạt động của Bộ điều khiển lập trình PLC")
Cách hoạt động của Bộ điều khiển lập trình PLC
PLC có thể phân loại các loại thành phần chính dựa trên khả năng của chúng:
PLC thu gọn có kích thước nhỏ và thường có số lượng điểm I/O giới hạn. Chúng tôi được thiết kế vì không gian là yếu tố quan trọng và các yêu cầu điều khiển tương đối đơn giản. PLC thu gọn thường được sử dụng trong các mô hình điều khiển ứng dụng nhỏ hơn, trong đó số lượng thiết bị cần điều khiển và giám sát bị hạn chế. Ví dụ bao gồm máy móc đơn giản, thiết bị độc lập hoặc quy trình có mức độ tối thiểu phức tạp.
PLC as module được thiết kế theo module kiến trúc, trong đó CPU, Nguồn điện và các module đầu vào đầu vào đầu ra là các thành phần riêng biệt. Thiết kế dạng mô-đun này cung cấp tính năng hoạt động trong hệ thống cấu hình, giúp dễ dàng mở rộng hoặc sửa đổi hệ thống dựa trên các yêu cầu thay đổi. PLC dạng mô-đun phù hợp với các ứng dụng có thể phát triển hoặc thay đổi theo thời gian. Các công ty ngành nghề nghiệp có nhu cầu kiểm soát Kiểm soát đang phát triển, có giới hạn như các nhà sản xuất có thể mở rộng dây xích sản xuất.
Đây là loại PLC cao cấp được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng phức tạp và Yêu cầu Trầm khe. Với số lượng tối đa I/O tối đa, giá đỡ gắn PLC là một loại mô-đun và có thể dễ dàng mở rộng bằng cách bổ sung thêm các mô-đun bổ sung vào giá hỗ trợ.
![Bộ điều khiển lập trình PLC]( "Bộ điều khiển lập trình PLC")
PLC có nhiều tính năng đa dạng, khiến nó trở nên linh hoạt. Các tính năng là:
Một số ưu điểm và nhược điểm của PLC là:
PLC đã là một thành phần tiêu chuẩn của thiết kế máy móc công nghiệp trong nhiều thập kỷ. PLC có những ưu điểm gì khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến như vậy?
Không có công nghệ nào là hoàn hảo cho mọi tình huống và có một số ứng dụng mà PLC không phải là lựa chọn tốt nhất. Hãy cùng xem xét một số nhược điểm tiềm ẩn đáng kể nhất khi sử dụng PLC.
![Bộ điều khiển lập trình PLC]( "Bộ điều khiển lập trình PLC")
Nhiều yếu tố sẽ ảnh hưởng đến lựa chọn của bạn khi nói đến việc chỉ định một mô hình PLC cho ứng dụng của bạn. Một số cân nhắc chính bao gồm:
Việc lắp đặt PLC bao gồm một số bước, một số bước sẽ phụ thuộc vào thương hiệu và kiểu máy cụ thể của PLC. Hướng dẫn sau đây cung cấp phác thảo chung về các bước thường được yêu cầu để đưa PLC vào hoạt động, nhưng nên tham khảo tài liệu của nhà sản xuất để biết hướng dẫn cụ thể để đảm bảo không bỏ sót bước nào trong quá trình này.
Trong suốt quá trình lập trình, điều quan trọng là phải tuân theo các thông lệ tốt nhất về lập trình PLC, chẳng hạn như tổ chức mã hiệu quả, ghi lại logic và triển khai các biện pháp an toàn, do đó đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động đáng tin cậy và an toàn.
Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể được lập trình bằng nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau, tùy thuộc vào nhà sản xuất và kiểu máy PLC. Dưới đây là một số ngôn ngữ lập trình PLC được sử dụng phổ biến nhất, với các ví dụ về một hàm duy nhất được viết bằng mỗi ngôn ngữ để tham khảo.
Ladder Logic Diagram là ngôn ngữ lập trình PLC truyền thống và được sử dụng rộng rãi nhất. Nó mô phỏng logic rơ le điện (trạng thái bật/tắt) và được biểu diễn trực quan theo định dạng giống như một cái thang, với các bậc biểu diễn logic điều khiển. Ladder Logic đặc biệt thân thiện với người dùng đối với những người có nền tảng về kỹ thuật điện hoặc hệ thống điều khiển rơ le. Nó phù hợp nhất với các hệ thống và ứng dụng điều khiển đơn giản, trong đó các quyết định nhị phân chiếm ưu thế.
Biểu đồ khối chức năng là ngôn ngữ đồ họa sử dụng các khối để biểu diễn các chức năng, với các đường kết nối chúng để xác định mối quan hệ. Mỗi khối có thể biểu diễn một chức năng đơn giản như bộ đếm thời gian hoặc một hoạt động phức tạp hơn như một hàm toán học. FBD đặc biệt hiệu quả đối với điều khiển quy trình và các ứng dụng liên quan đến các hoạt động toán học phức tạp. Nó thân thiện với người dùng đối với những người có nền tảng về hệ thống điều khiển và kỹ thuật quy trình.
Structured Text là ngôn ngữ lập trình văn bản cấp cao sử dụng các câu lệnh giống như ngôn ngữ Pascal hoặc C. Nó phù hợp với các ứng dụng phức tạp đòi hỏi thuật toán, xử lý dữ liệu hoặc các tác vụ khó biểu diễn bằng đồ họa. ST được sử dụng tốt nhất trong các ứng dụng đòi hỏi các quy trình điều khiển, tính toán và thao tác dữ liệu phức tạp.
Biểu đồ chức năng tuần tự được sử dụng để mô tả trình tự các hoạt động điều khiển trong một hệ thống. SFC là đồ họa và biểu diễn luồng quy trình, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các quy trình và tác vụ điều khiển tuần tự đòi hỏi sự phối hợp của nhiều hoạt động hoặc giai đoạn. Chúng đặc biệt hữu ích trong xử lý hàng loạt và các ứng dụng mà trình tự các hoạt động là một khía cạnh quan trọng.
Instruction List là ngôn ngữ lập trình cấp thấp giống như ngôn ngữ assembly. Ngôn ngữ dạng văn bản này bao gồm một loạt các lệnh, mỗi lệnh đại diện cho một hoạt động khác nhau. Bản chất nhỏ gọn và hiệu quả của nó khiến nó phù hợp với các ứng dụng có bộ nhớ và sức mạnh xử lý hạn chế. Tuy nhiên, sử dụng Instruction List đòi hỏi phải hiểu rõ các khái niệm lập trình và có thể kém trực quan hơn các ngôn ngữ đồ họa như Ladder Logic.
Mặc dù các ngôn ngữ lập trình này cung cấp cùng chức năng trong hầu hết các trường hợp, nhưng lựa chọn của bạn có thể ảnh hưởng đáng kể đến thời gian phát triển, tính dễ bảo trì và khả năng mở rộng của hệ thống điều khiển của bạn. Việc lựa chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của ứng dụng, mức độ phức tạp của các tác vụ và trình độ của nhân viên tham gia lập trình và bảo trì.
Bộ điều khiển logic lập trình hay còn gọi là PLC đứng đầu trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. PLC đã nổi lên như một công cụ không thể thiếu trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao hiệu quả, độ chính xác và tính linh hoạt trong nhiều quy trình sản xuất khác nhau. Trong nhiều năm qua, PLC đã phát triển từ hệ thống điều khiển dựa trên rơ le đơn giản thành các thiết bị lập trình tinh vi có khả năng thực hiện các tác vụ phức tạp. Khả năng thích ứng, độ tin cậy và khả năng mở rộng của chúng khiến chúng trở thành thành phần không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm sản xuất, năng lượng và tự động hóa quy trình.
Bài viết liên quan:
Nó được sử dụng cho tự động hóa công nghiệp để tự động hóa một quy trình cụ thể, chức năng máy móc hoặc thậm chí toàn bộ sản xuất. PLC được phát triển để thay thế điện tử cho các hệ thống mạch logic rơ le có dây cứng để điều khiển máy móc. Chúng được thiết kế để sử dụng trong công nghiệp để điều khiển nhiều quy trình tự động trong các ngành công nghiệp.
Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) là gì?
Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) là máy tính kỹ thuật số chuyên dụng được sử dụng trong các thiết lập công nghiệp để tự động hóa và kiểm soát. Hoạt động như bộ não trung tâm của máy móc và quy trình, PLC nhận dữ liệu đầu vào từ các cảm biến, xử lý dữ liệu thông qua logic được lập trình và tạo tín hiệu đầu ra để điều khiển các thiết bị như động cơ và van. Chúng sử dụng ngôn ngữ lập trình, thường là logic bậc thang, giống như sơ đồ rơ le điện. PLC được gia cố cho môi trường công nghiệp khắc nghiệt và đóng vai trò quan trọng trong việc tự động hóa các tác vụ và giảm sản xuất và năng lượng. Thiết kế mô-đun của chúng cho phép khả năng mở rộng, khiến chúng trở thành các thành phần linh hoạt trong các hệ thống điều khiển công nghiệp hiện đại.
PLC là gì?
Các thành phần chính của PLC
Có 6 bộ phận chính của PLC, đó là:
- CPU: CPU là bộ não của PLC, cam kết thực hiện chương trình điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ. Nó thực hiện các nhiệm vụ như xử lý dữ liệu, quyết định và tiếp tục với các thiết bị khác.
- Bộ nhớ (RAM/ROM): PLC có loại bộ nhớ chính là ram và rom. RAM được sử dụng để lưu trữ dữ liệu và tạm thời biến trong quá trình thực hiện chương trình. ROM được sử dụng để lưu trữ hệ điều hành của PLC và chương trình của người dùng. Chương trình thường bao gồm hai tầng logic, chức năng khối sơ đồ hoặc các trình cài đặt ngôn ngữ khác.
- Thiết bị đầu vào: Thiết bị này có chức năng tương tác với máy và người hướng dẫn, có thể là cảm biến bên ngoài , công tắc, vv Bộ phận này giúp tiếp nhận thông tin đầu vào và gửi đến CPU để phản hồi phù hợp nhảy lò cò.
- Thiết bị đầu ra: Thiết bị đầu ra có nhiệm vụ tương tác với thiết bị bên ngoài điểm cuối cùng như cơ sở, van hoặc chỉ báo. Nó chuyển đổi tín hiệu điều khiển từ PLC mà các thiết bị này có thể diễn giải.
- Nguồn điện: PLC cần có nguồn điện ổn định để chạy chương trình và phù hợp với các ứng dụng điện cần thiết cho các thành phần của PLC.
- Thiết bị cài đặt: Vì PLC chủ yếu là thiết bị có thể lập trình nên chúng ta cần một thiết bị có thể viết mã và thực thi mã đó, giống như màn hình và bàn phím.
- Cơ sở cấu hình của PLC với khối sơ đồ
.jpg "Cấu trúc PLC")
Cách hoạt động của Bộ điều khiển lập trình PLC
- 4 thành phần chính của PLC là module đầu vào và đầu ra, bộ điều khiển và nguồn điện.
- Dòng điện đầu tiên đến với máy cung cấp điện là 220v AC, sau đó được chia thành ba phần và chuyển đổi từ AC sang DC. Cả hai mô-đun đầu vào và đầu ra đều sử dụng dòng điện 24v DC và bộ điều khiển chính sử dụng dòng điện 5v DC.
- Phần đầu lấy tín hiệu từ biến cảm biến và các thiết bị khác rồi truyền đến phần chính của PLC.
- Bộ điều khiển chính gửi tín hiệu đến CPU, sau đó bắt đầu thực thi chương trình của nó trong trình biên dịch từ bộ nhớ. Sau đó, chương trình tạo lệnh tín hiệu, tín hiệu này đi đến mô-đun đầu ra.
- Mô-đun đầu ra nhận loại tín hiệu và gửi đến các thiết bị bên ngoài như động cơ, van, vv, các thiết bị này sẽ thực thi lệnh bằng cách điều khiển theo lệnh hệ thống.
Phần này có thể tiếp tục theo chu kỳ tuần hoàn. Đối với một chu kỳ đơn lẻ, toàn bộ quá trình này được gọi là thời gian quét của PLC.
Cách hoạt động của Bộ điều khiển lập trình PLC
Các loại PLC
PLC có thể phân loại các loại thành phần chính dựa trên khả năng của chúng:
- PLC thu gọn:
PLC thu gọn có kích thước nhỏ và thường có số lượng điểm I/O giới hạn. Chúng tôi được thiết kế vì không gian là yếu tố quan trọng và các yêu cầu điều khiển tương đối đơn giản. PLC thu gọn thường được sử dụng trong các mô hình điều khiển ứng dụng nhỏ hơn, trong đó số lượng thiết bị cần điều khiển và giám sát bị hạn chế. Ví dụ bao gồm máy móc đơn giản, thiết bị độc lập hoặc quy trình có mức độ tối thiểu phức tạp.
- PLC as module:
PLC as module được thiết kế theo module kiến trúc, trong đó CPU, Nguồn điện và các module đầu vào đầu vào đầu ra là các thành phần riêng biệt. Thiết kế dạng mô-đun này cung cấp tính năng hoạt động trong hệ thống cấu hình, giúp dễ dàng mở rộng hoặc sửa đổi hệ thống dựa trên các yêu cầu thay đổi. PLC dạng mô-đun phù hợp với các ứng dụng có thể phát triển hoặc thay đổi theo thời gian. Các công ty ngành nghề nghiệp có nhu cầu kiểm soát Kiểm soát đang phát triển, có giới hạn như các nhà sản xuất có thể mở rộng dây xích sản xuất.
- Hỗ trợ gắn kết PLC:
Đây là loại PLC cao cấp được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng phức tạp và Yêu cầu Trầm khe. Với số lượng tối đa I/O tối đa, giá đỡ gắn PLC là một loại mô-đun và có thể dễ dàng mở rộng bằng cách bổ sung thêm các mô-đun bổ sung vào giá hỗ trợ.
Tính năng của PLC
PLC có nhiều tính năng đa dạng, khiến nó trở nên linh hoạt. Các tính năng là:
- I/O kỹ thuật số và tương tự: Có thể xử lý số kỹ thuật tín hiệu và tương tự từ cảm biến và thiết bị đầu vào khác và cho phép nhiều loại đầu vào.
- Khả năng mở rộng: Nhiều PLC cung cấp khả năng điều chỉnh trong cài đặt của chúng bằng cách mở rộng số lượng đầu vào/đầu ra hoặc CPU mở rộng để đáp ứng các thay đổi yêu cầu.
- Truyền thông giao diện: PLC hỗ trợ nhiều thiết bị truyền thông và giao thức như Ethernet, Modbus các thiết bị như CPU, hệ thống giám sát và điều khiển.
- Trình cài đặt ngôn ngữ ngôn ngữ: Cho phép người dùng sử dụng nhiều trình cài đặt ngôn ngữ khác nhau như logic bậc thang, văn bản có cấu trúc, sơ đồ chức năng khối, vv
- Giám sát thời gian thực hiện: PLC hoạt động theo thời gian bằng cách liên tục quét và xử lý tín hiệu đầu vào để đưa ra quyết định nhanh chóng và cập nhật thiết bị đầu ra với tốc độ tối thiểu.
- Chức năng học toán: PLC hỗ trợ các chức năng và phép tính học thuật, cho phép người dùng thực hiện các tính toán được phép trong chương trình điều khiển.
Ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC
Một số ưu điểm và nhược điểm của PLC là:
- Ưu điểm:
PLC đã là một thành phần tiêu chuẩn của thiết kế máy móc công nghiệp trong nhiều thập kỷ. PLC có những ưu điểm gì khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến như vậy?
- Tính linh hoạt trong lập trình và khả năng thích ứng dễ dàng với các yêu cầu và ứng dụng điều khiển khác nhau
- Hoạt động đáng tin cậy ngay cả trong điều kiện khó khăn
- Nhiều lựa chọn PLC trên thị trường, mỗi lựa chọn được thiết kế riêng cho nhu cầu cụ thể
- Khả năng mở rộng để đáp ứng nhu cầu tự động hóa thay đổi
- Kiểm soát thời gian thực để phản hồi nhanh và phối hợp chính xác máy móc và quy trình
- Các tính năng chẩn đoán và giám sát tích hợp giúp đơn giản hóa các nhiệm vụ khắc phục sự cố và bảo trì
- Tích hợp liền mạch với các thành phần và hệ thống tự động hóa khác tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi và phối hợp dữ liệu
- Hỗ trợ thực hiện các chức năng an toàn, tăng cường an toàn nơi làm việc
- Thu thập và ghi lại dữ liệu để phân tích, cho phép theo dõi hiệu suất, bảo trì dự đoán và tối ưu hóa quy trình
- Giá trị lâu dài tốt hơn do chi phí bảo trì thấp hơn và tính linh hoạt của hệ thống được tăng lên, khiến chúng trở thành lựa chọn tiết kiệm chi phí theo thời gian
- Nhược điểm:
Không có công nghệ nào là hoàn hảo cho mọi tình huống và có một số ứng dụng mà PLC không phải là lựa chọn tốt nhất. Hãy cùng xem xét một số nhược điểm tiềm ẩn đáng kể nhất khi sử dụng PLC.
- Kiến thức chuyên môn cần thiết cho lập trình
- Chi phí ban đầu cao hơn so với các hệ thống điều khiển truyền thống khác
- Nếu hệ thống không được bảo vệ, nó sẽ dễ bị tấn công mạng hơn
- Các thương hiệu PLC khác nhau có thể sử dụng ngôn ngữ lập trình hoặc phần mềm độc quyền
.jpeg "Bộ điều khiển lập trình PLC")
Ứng dụng của PLC
- Tự động hóa sản phẩm sản xuất: PLC được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm sản xuất lớn để tự động hóa các quy trình như dây xích nhanh, đóng gói và xử lý vật liệu.
- Kiểm soát quy trình: Trong các ngành công nghiệp như hóa chất, hóa dầu và dược phẩm, PLC đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát và giám sát các quy trình phức tạp.
- Xử lý và phân phối nước: PLC được sử dụng trong các nhà xử lý nước để kiểm soát quá trình lọc nước, theo dõi chất lượng nước và quản lý công việc phân phối nước trong mạng lưới.
- Ngành thực phẩm và đồ dùng: PLC có thể được sử dụng trong các sản phẩm máy chế độ thực phẩm để thực hiện các nhiệm vụ như trộn, đóng gói, kiểm soát chất lượng, vv
- Hệ thống HVAC: PLC đóng vai trò quan trọng trong hệ thống ấm, thông gió, điều hòa không khí để quản lý nhiệt độ, độ ẩm, chất lượng không khí, vv
Lựa chọn PLC
Nhiều yếu tố sẽ ảnh hưởng đến lựa chọn của bạn khi nói đến việc chỉ định một mô hình PLC cho ứng dụng của bạn. Một số cân nhắc chính bao gồm:
- Công suất điện: PLC có yêu cầu về điện áp khác nhau cho nguồn điện, vì vậy hãy kiểm tra để đảm bảo lựa chọn của bạn tương thích với hệ thống điện của bạn.
- Tốc độ xử lý: Kiểm tra tốc độ CPU của mô hình PLC để xác định xem nó có đáp ứng nhu cầu ứng dụng của bạn hay không.
- Khả năng tương thích: Đảm bảo rằng mô hình PLC của bạn tương thích với bất kỳ phần cứng hệ thống mới hoặc hiện có nào, cho dù đó là nguồn điện hay thanh ray DIN .
- Khả năng chịu nhiệt: Hầu hết các PLC được thiết kế để hoạt động an toàn trong phạm vi từ 0 đến 60°C . Tuy nhiên, một số mẫu PLC chuyên dụng có thể hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt, điều này rất quan trọng đối với các cơ sở có điều kiện sản xuất nóng hoặc lạnh bất thường.
- Bộ nhớ: PLC cần đủ ROM và RAM để thực hiện các quy trình mà nó dự định tự động hóa. Bộ điều khiển sử dụng ROM để lưu trữ hệ điều hành và hướng dẫn và RAM để thực hiện các chức năng của nó.
- Kết nối: Đảm bảo PLC của bạn có đủ cổng vào và ra, đồng thời có thể kết nối với loại thiết bị ngoại vi mà hệ thống của bạn yêu cầu.
- I/O tương tự: Mặc dù PLC chủ yếu được sử dụng cho các chức năng rời rạc, một số mô hình cũng có đầu vào và đầu ra tương tự có thể điều khiển các quy trình với các biến liên tục.
Thiết lập PLC
Việc lắp đặt PLC bao gồm một số bước, một số bước sẽ phụ thuộc vào thương hiệu và kiểu máy cụ thể của PLC. Hướng dẫn sau đây cung cấp phác thảo chung về các bước thường được yêu cầu để đưa PLC vào hoạt động, nhưng nên tham khảo tài liệu của nhà sản xuất để biết hướng dẫn cụ thể để đảm bảo không bỏ sót bước nào trong quá trình này.
- Cài đặt phần mềm lập trình:Trước tiên, bạn sẽ cần tải xuống và cài đặt phần mềm lập trình cho PLC của mình. Đây thường là ứng dụng độc quyền mà nhà sản xuất PLC sẽ cho phép khách hàng tải xuống từ trang web của họ.
- Tạo một dự án mới: Mở phần mềm lập trình và tạo một dự án mới. Bạn sẽ cần chỉ định các chi tiết như model PLC bạn đang sử dụng và giao diện truyền thông (ví dụ: Ethernet, USB) để kết nối với PLC.
- Cấu hình phần cứng: Xác định cấu hình phần cứng của PLC trong phần mềm. Điều này bao gồm việc chỉ định các loại và vị trí của các mô-đun I/O , cũng như bất kỳ phần cứng bổ sung nào được kết nối với PLC, chẳng hạn như các mô-đun giao tiếp hoặc các thẻ chức năng đặc biệt. Quá trình này cũng có thể bao gồm việc ánh xạ các đầu vào vật lý (ví dụ: cảm biến, công tắc) và đầu ra (ví dụ: bộ truyền động, van) vào các vị trí bộ nhớ trong PLC.
- Viết chương trình Logic: Bước tiếp theo là phát triển logic chương trình bằng phần mềm lập trình do nhà sản xuất cung cấp. Đây là cốt lõi tạo nên chức năng của PLC, xác định cách nó sẽ xử lý dữ liệu đầu vào trong quá trình vận hành. Khi logic hoàn tất, chương trình sẽ cần được biên dịch để có thể cài đặt và thực thi trên PLC. Phần mềm PLC của bạn có thể hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình, cho phép bạn chọn ngôn ngữ phù hợp nhất với mình. Để biết thêm thông tin về Ngôn ngữ lập trình PLC , hãy tham khảo phần bên dưới.
- Tải xuống chương trình: Sau khi bạn đã viết và biên dịch logic chương trình của mình, nó sẽ cần được tải xuống PLC. Quá trình này chuyển chương trình từ PC phát triển sang bộ nhớ PLC. Chương trình có thể được chuyển qua mạng hoặc cổng USB, tùy thuộc vào hỗ trợ của thiết bị.
- Kiểm tra và gỡ lỗi: Kiểm tra chương trình PLC ở chế độ mô phỏng hoặc ngoại tuyến để xác minh chức năng của chương trình. Kiểm tra mọi lỗi logic hoặc hành vi bất ngờ và gỡ lỗi khi cần thiết. Sau khi đánh giá kỹ lưỡng hoạt động của chương trình, bạn có thể tự tin triển khai chương trình vào các ứng dụng thực tế khi biết rằng logic chương trình của bạn là hợp lý.
- Giám sát và bảo trì trực tuyến: Sau khi triển khai chương trình vào PLC, các công cụ giám sát trực tuyến do một số nhà sản xuất cung cấp sẽ cho phép bạn giám sát hoạt động của PLC theo thời gian thực. Điều này cho phép bạn chẩn đoán sự cố, thực hiện điều chỉnh và thực hiện các tác vụ bảo trì khi cần trong khi PLC đang chạy, cho phép bạn tối ưu hóa các quy trình của mình theo thời gian.
Trong suốt quá trình lập trình, điều quan trọng là phải tuân theo các thông lệ tốt nhất về lập trình PLC, chẳng hạn như tổ chức mã hiệu quả, ghi lại logic và triển khai các biện pháp an toàn, do đó đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động đáng tin cậy và an toàn.
Ngôn ngữ lập trình PLC
Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể được lập trình bằng nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau, tùy thuộc vào nhà sản xuất và kiểu máy PLC. Dưới đây là một số ngôn ngữ lập trình PLC được sử dụng phổ biến nhất, với các ví dụ về một hàm duy nhất được viết bằng mỗi ngôn ngữ để tham khảo.
- Logic bậc thang (LAD)
Ladder Logic Diagram là ngôn ngữ lập trình PLC truyền thống và được sử dụng rộng rãi nhất. Nó mô phỏng logic rơ le điện (trạng thái bật/tắt) và được biểu diễn trực quan theo định dạng giống như một cái thang, với các bậc biểu diễn logic điều khiển. Ladder Logic đặc biệt thân thiện với người dùng đối với những người có nền tảng về kỹ thuật điện hoặc hệ thống điều khiển rơ le. Nó phù hợp nhất với các hệ thống và ứng dụng điều khiển đơn giản, trong đó các quyết định nhị phân chiếm ưu thế.
- Sơ đồ khối chức năng (FBD)
Biểu đồ khối chức năng là ngôn ngữ đồ họa sử dụng các khối để biểu diễn các chức năng, với các đường kết nối chúng để xác định mối quan hệ. Mỗi khối có thể biểu diễn một chức năng đơn giản như bộ đếm thời gian hoặc một hoạt động phức tạp hơn như một hàm toán học. FBD đặc biệt hiệu quả đối với điều khiển quy trình và các ứng dụng liên quan đến các hoạt động toán học phức tạp. Nó thân thiện với người dùng đối với những người có nền tảng về hệ thống điều khiển và kỹ thuật quy trình.
- Văn bản có cấu trúc (ST)
Structured Text là ngôn ngữ lập trình văn bản cấp cao sử dụng các câu lệnh giống như ngôn ngữ Pascal hoặc C. Nó phù hợp với các ứng dụng phức tạp đòi hỏi thuật toán, xử lý dữ liệu hoặc các tác vụ khó biểu diễn bằng đồ họa. ST được sử dụng tốt nhất trong các ứng dụng đòi hỏi các quy trình điều khiển, tính toán và thao tác dữ liệu phức tạp.
- Biểu đồ chức năng tuần tự (SFC)
Biểu đồ chức năng tuần tự được sử dụng để mô tả trình tự các hoạt động điều khiển trong một hệ thống. SFC là đồ họa và biểu diễn luồng quy trình, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các quy trình và tác vụ điều khiển tuần tự đòi hỏi sự phối hợp của nhiều hoạt động hoặc giai đoạn. Chúng đặc biệt hữu ích trong xử lý hàng loạt và các ứng dụng mà trình tự các hoạt động là một khía cạnh quan trọng.
- Danh sách hướng dẫn (IL)
Instruction List là ngôn ngữ lập trình cấp thấp giống như ngôn ngữ assembly. Ngôn ngữ dạng văn bản này bao gồm một loạt các lệnh, mỗi lệnh đại diện cho một hoạt động khác nhau. Bản chất nhỏ gọn và hiệu quả của nó khiến nó phù hợp với các ứng dụng có bộ nhớ và sức mạnh xử lý hạn chế. Tuy nhiên, sử dụng Instruction List đòi hỏi phải hiểu rõ các khái niệm lập trình và có thể kém trực quan hơn các ngôn ngữ đồ họa như Ladder Logic.
Mặc dù các ngôn ngữ lập trình này cung cấp cùng chức năng trong hầu hết các trường hợp, nhưng lựa chọn của bạn có thể ảnh hưởng đáng kể đến thời gian phát triển, tính dễ bảo trì và khả năng mở rộng của hệ thống điều khiển của bạn. Việc lựa chọn ngôn ngữ lập trình phù hợp phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của ứng dụng, mức độ phức tạp của các tác vụ và trình độ của nhân viên tham gia lập trình và bảo trì.
Lời kết
Bộ điều khiển logic lập trình hay còn gọi là PLC đứng đầu trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. PLC đã nổi lên như một công cụ không thể thiếu trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao hiệu quả, độ chính xác và tính linh hoạt trong nhiều quy trình sản xuất khác nhau. Trong nhiều năm qua, PLC đã phát triển từ hệ thống điều khiển dựa trên rơ le đơn giản thành các thiết bị lập trình tinh vi có khả năng thực hiện các tác vụ phức tạp. Khả năng thích ứng, độ tin cậy và khả năng mở rộng của chúng khiến chúng trở thành thành phần không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm sản xuất, năng lượng và tự động hóa quy trình.
Bài viết liên quan:
Những câu hỏi thường gặp
