Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) còn được gọi là Máy tính công nghiệp là thành phần chính trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Do cấu trúc mạnh mẽ của nó, các tính năng chức năng đặc biệt như bộ điều khiển PID , điều khiển tuần tự, bộ định thời và bộ đếm, dễ lập trình, khả năng điều khiển đáng tin cậy và dễ sử dụng phần cứng – PLC này không chỉ là một máy tính kỹ thuật số mục đích đặc biệt trong các ngành công nghiệp cũng như trong các lĩnh vực hệ thống điều khiển khác. Các loại PLC khác nhau của rất nhiều nhà sản xuất có sẵn trên thị trường ngày nay. Do đó, trong các đoạn tiếp theo, chúng ta hãy nghiên cứu về PLC và các loại của chúng.
MỤC LỤC:
PLC là gì? What is PLC?
PLC được phát minh để thay thế các bảng điều khiển truyền thống có hoạt động phụ thuộc vào rơ le logic điện từ dựa trên bộ định thời trong các hệ thống điều khiển công nghiệp . PLC có khả năng giám sát đầu vào liên tục từ các cảm biến và đưa ra các quyết định đầu ra để vận hành các cơ cấu chấp hành dựa trên chương trình. Mỗi hệ thống PLC cần ít nhất ba mô-đun sau:
- Mô-đun CPU
- Mô-đun nguồn
- Một hoặc nhiều Mô-đun I / O
Các thành phần của hệ thống PLC?
Module CPU
Module CPU bao gồm một bộ xử lý trung tâm và bộ nhớ của nó. Bộ xử lý chịu trách nhiệm thực hiện tất cả các tính toán và xử lý dữ liệu cần thiết bằng cách chấp nhận các đầu vào và tạo ra các đầu ra thích hợp. Bộ nhớ bao gồm cả bộ nhớ ROM và RAM. Bộ nhớ ROM chứa hệ điều hành, trình điều khiển và các chương trình ứng dụng, trong khi RAM lưu trữ các chương trình do người dùng viết và dữ liệu làm việc. Các PLC này sử dụng bộ nhớ lưu trữ để lưu các chương trình và dữ liệu của người dùng khi nguồn điện bị đứt hoặc bị lỗi và để tiếp tục thực hiện chương trình người dùng khi nguồn điện được khôi phục. Do đó, các PLC này không cần sử dụng bàn phím hoặc màn hình để lập trình lại bộ xử lý mỗi lần. Bộ nhớ lưu lại có thể được thực hiện với việc sử dụng pin tuổi thọ cao, mô-đun EEPROM và các phương pháp bộ nhớ flash.
Bush or Rack
Trong một số mô-đun PLC, bus hoặc giá đỡ được cung cấp trong bảng nối đa năng của mạch, trong đó tất cả các mô-đun như CPU và các mô-đun I / O khác được cắm vào các khe cắm tương ứng. Bus này cho phép giao tiếp giữa các mô-đun CPU và I / O để gửi hoặc nhận dữ liệu. Giao tiếp này được thiết lập bằng cách định địa chỉ các mô-đun I / O theo vị trí từ mô-đun CPU dọc theo bus. Giả sử, nếu mô-đun đầu vào được đặt ở khe thứ hai, thì địa chỉ phải là I2: 1.0 (kênh đầu tiên của khe thứ hai chỉ làm ví dụ). Một số bus cung cấp nguồn điện cần thiết cho mạch mô-đun I / O, nhưng chúng không cung cấp bất kỳ nguồn điện nào cho các cảm biến và bộ truyền động được kết nối với mô-đun I / O.
Module nguồn
Các mô-đun này cung cấp năng lượng cần thiết cần thiết cho toàn bộ hệ thống bằng cách chuyển đổi nguồn AC khả dụng thành nguồn DC cần thiết cho các mô-đun CPU và I / O. Đầu ra 5V DC điều khiển mạch máy tính và trong một số PLC 24DC trên giá đỡ xe buýt dẫn động một số cảm biến và thiết bị truyền động.
Module mở rộng
Các mô-đun đầu vào và đầu ra của PLC cho phép kết nối các cảm biến và cơ cấu chấp hành với hệ thống để cảm nhận hoặc điều khiển các biến thời gian thực như nhiệt độ, lưu lượng áp suất, v.v. Các mô-đun I / O này khác nhau về loại, phạm vi, khả năng và một số trong số này bao gồm những điều sau:
- Module I/O digital : Chúng được sử dụng để kết nối các cảm biến và cơ cấu chấp hành có bản chất kỹ thuật số, tức là chỉ dành cho mục đích BẬT và TẮT công tắc. Các mô-đun này có sẵn trên cả điện áp và dòng điện AC và DC với số lượng đầu vào và đầu ra kỹ thuật số thay đổi.
- Module I/O analog: Được sử dụng để kết nối các cảm biến và bộ truyền động cung cấp tín hiệu điện tương tự. Bên trong các mô-đun này, bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu tương tự sang dữ liệu dễ hiểu của bộ xử lý, tức là dữ liệu kỹ thuật số. Số lượng kênh khả dụng của mô-đun này cũng có thể thay đổi tùy thuộc vào ứng dụng,
- Module truyền thông: Đây là các mô-đun I / O thông minh trao đổi thông tin giữa CPU và mạng truyền thông. Chúng được sử dụng để giao tiếp với các PLC và máy tính khác được đặt ở khoảng cách xa hoặc xa.
Các loại PLC
Bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC) được tích hợp dưới dạng đơn vị hoặc đơn vị mô-đun.
PLC dạng mô-đun được chế tạo với một số thành phần được cắm vào giá đỡ hoặc bus chung với khả năng I / O có thể mở rộng. Nó chứa mô-đun cấp nguồn, CPU và các mô-đun I / O khác được cắm cùng nhau trên cùng một giá đỡ, của cùng một nhà sản xuất hoặc từ các nhà sản xuất khác. Các PLC mô-đun này có nhiều kích cỡ khác nhau với nguồn điện thay đổi, khả năng tính toán, kết nối I / O, v.v.
PLC mô-đun được chia thành nhiều PLC nhỏ, vừa và lớn dựa trên kích thước bộ nhớ chương trình và số lượng các tính năng I / O.
PLC nhỏ là loại PLC cỡ nhỏ được thiết kế dưới dạng khối nhỏ gọn và chắc chắn được gắn hoặc đặt bên cạnh thiết bị cần điều khiển. Loại PLC này được sử dụng để thay thế logic rơle có dây cứng, bộ đếm, bộ định thời , v.v. Khả năng mở rộng mô-đun I / O của PLC này bị giới hạn cho một hoặc hai mô-đun và nó sử dụng danh sách lệnh logic hoặc ngôn ngữ bậc thang chuyển tiếp làm ngôn ngữ lập trình.
PLC cỡ trung hầu hết được sử dụng PLC trong các ngành công nghiệp cho phép nhiều mô-đun plug-in được gắn trên bảng nối đa năng của hệ thống. Một số hàng trăm điểm đầu vào / đầu ra được cung cấp bằng cách thêm các thẻ I / O bổ sung – và ngoài những điểm này – PLC này còn cung cấp các phương tiện mô-đun giao tiếp.
Các PLC lớn được sử dụng trong đó yêu cầu các chức năng điều khiển quá trình phức tạp. Dung lượng của các PLC này khá cao hơn so với các PLC trung bình về bộ nhớ, ngôn ngữ lập trình, điểm I / O và mô-đun giao tiếp, v.v. Hầu hết, các PLC này được sử dụng trong các hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) , các nhà máy lớn hơn, hệ thống điều khiển phân tán , v.v.
Dưới đây là một số nhà sản xuất hoặc loại PLC:
- Allen Bradley PLC (AB)
- ABB PLC (Asea Brown Boveri)
- PLC của Siemens
- PLC Omron
- PLC Mitsubishi
- PLC của Hitachi
- PLC của Inovance
- PLC Delta
- Modicon PLC
- Schneider Electric PLCs
Ứng dụng của PLC?
Hình dưới đây mô tả hoạt động của PLC cho một ứng dụng điều khiển quá trình đơn giản, trong đó PLC thực hiện hoạt động của băng chuyền, số lượng hộp và các hoạt động điều khiển khác. Tại đây, cảm biến vị trí và các đầu ra cảm biến khác được kết nối với mô-đun đầu vào của PLC, và từ mô-đun đầu ra – một động cơ được điều khiển . Khi các cảm biến được kích hoạt, CPU của PLC sẽ đọc các đầu vào, và xử lý chúng tương ứng theo chương trình và tạo ra các đầu ra để vận hành động cơ để băng tải được điều khiển.
Sự kết hợp PLC và SCADA của cấu trúc điều khiển hầu hết được sử dụng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp và cả trong các hệ thống tiện ích điện như hệ thống truyền tải và phân phối điện. Hoạt động chuyển mạch tuần tự có thể lập trình được là một lĩnh vực ứng dụng chính khác của PLC.
Do đó, việc lựa chọn PLC cho một số ứng dụng nhất định cần phải cân nhắc nhiều đến các loại PLC khác nhau. Vì vậy, chúng tôi tin rằng thông tin ở đây về chủ đề cung cấp cho bạn sự hiểu biết tốt hơn được hỗ trợ bởi một số hình ảnh phù hợp và hiệu quả. Hãy viết thư cho chúng tôi nếu bạn có bất kỳ nghi ngờ kỹ thuật nào về chủ đề này, và cả về các dự án dựa trên PLC cho sinh viên cũng như cho các ngành công nghiệp.
