Bộ lập trình PLC là gì? Các bước lập trình PLC cơ bản

Bộ lập trình PLC là gì?

Bộ lập trình PLC hay PLC viết tắt của Programmable Logic Controller là thiết bị điều khiển lập trình được. Người dùng có thể dễ dàng thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình.

Trước khi Bộ lập trình PLC ra đời, để điều khiển một đối tượng ( công nghệ, dây chuyền, hoạt động của máy móc…), các kỹ sư phải sử dụng mạch relay ( rơ le) điều khiển.

Bộ điều khiển bằng Relay thì sao? Không sao, miễn là điều khiển thiết bị được là được? Nhưng có nhiều nhược điểm khi sử dụng bộ điều khiển bằng Relay, đó là: cồng kềnh (tốn nhiều không gian lắp đặt), khó nâng cấp, mở rộng, bảo trì, sửa chữa khó khăn.

Bộ lập trình PLC ra đời để khắc phục những vấn đề đó.

Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất PLC như: Cimon ( Korea), Siemens (Germany), Omron (Japan), Mitsubishi (Japan), Delta (Taiwan)  …

Ngôn ngữ lập trình PLC bao gồm: LD (Ladder Logic), FBD (Function Block Diagram), STL (Statement List), SFC (Sequential Function Chart) trong đó Ladder Logic là ngôn ngữ lập trình PLC đang được ưa chuộng nhất.

Bộ lập trình PLC, module truyền thông, module vào/ ra số, module ADC, DAC của hãng CIMON.

Cấu trúc của bộ lập trình PLC

Bộ lập trình PLC đều có thành phần chính bao gồm:

• Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM).
• Một CPU – bộ vi xử lý trung tâm có vai trò xử lý các thuật toán.
• Các Module vào /ra.

Nguyên lý hoạt động của PLC

CPU nhận các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi ( như cảm biến, công tắc, nút bấm…) thông qua module đầu vào. TÍn hiệu sẽ được CPU xử lý, thực hiện theo trình tự từng lệnh trong chương trình, các tín hiệu điều khiển sẽ qua module đầu ra xuất ra các thiết bị điều khiển bên ngoài ( như contacter, động cơ, van điều khiển…)

Scan Cycle – chu kì quét bao gồm đọc tín hiệu đầu vào, thực hiện chương trình, truyền thông nội, tự kiểm tra lỗi, gửi cập nhật tín hiệu đầu ra. Thường thì việc thực hiện một vòng quét xảy ra trong thời gian rất ngắn (từ 1ms-100ms). Thời gian thực hiện vòng quét này phụ thuộc vào tốc độ xử lý lệnh của PLC, độ dài ngắn của chương trình, tốc độ giao tiếp giữa PLC và thiết bị ngoại vi.

Ngày nay các bộ lập trình PLC được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực điện tự động hóa, phục vụ cho nhiều nghành, nhiều loại máy móc như: cấp nước, xử lý nước thải, giám sát năng lượng, giám sát hệ thống điện, máy đóng gói, máy chế biến thực phẩm, dây chuyền băng tải…vv

Ưu điểm của bộ lập trình PLC

• Tài liệu hướng dẫn phong phú, nhiều ngôn ngữ lập trình cho người dùng có thể lựa chọn.
• Dễ dàng thay đổi, lập trình lại chương trình theo ý muốn.
• Dung lượng bộ nhớ lớn, thực hiện được các thuật toán phức tạp với độ chính xác cao.
• Gọn nhẹ, dễ dàng trong việc bảo quản và sửa chữa.
• Cấu trúc dạng module, cho phép dễ dàng thay thế, mở rộng đầu vào/ra, mở rộng chức năng khác.
• Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: Máy tính, nối mạng truyền thông với các thiết bị khác.
• Khả năng chống nhiễu tốt, hoạt động bền bỉ, liên tục trong môi trường công nghiệp.
• Giá cả ngày càng cạnh tranh.

Các bước lập trình PLC cơ bản

Bước 1: Tìm hiểu kĩ đối tượng cần điều khiển ( như công nghệ, cách thức hoạt động…)

Bước đầu tiên của quá trình lập trình PLC cơ bản, người lập trình cần phải tìm hiểu kỹ các yêu cầu công nghệ để dễ dàng hơn khi tiến hành lập trình.

Bước 2: Liệt kê

Liệt kê đầy đủ các module vào/ ra, các module cần thiết cho hệ thống.v.v và chọn PLC có số đầu vào ra lớn hơn hoặc bằng theo yêu cầu bài toán.

Bước 3 : Phân cổng PLC

Phân cổng vào ra cho PLC để thuận tiện cho việc lập trình, bao gồm:

• Phân cổng vào ra theo chức năng yêu cầu.
• Phân cổng vào ra có dụng ý

Bước 4: Dựng lưu đồ chương trình

Bước 5: Chuyển lưu đồ sang giản đồ

Bước 6 : Dựa vào giản đồ để viết chương trình PLC tùy theo ngôn ngữ lập trình mình nắm chắc nhất

Bước 7 : Kiểm tra chương trình, chạy mô phỏng

Xem kết quả đầu ra trên PLC và trên phần mềm mô phỏng. So sánh với lý thuyết bài toán xem đúng chưa.

Bước 8 : Đấu nối bộ lập trình PLC với thiết bị hiện trường

Bước 9: Kiểm tra đấu nối

Phải kiểm tra các chân đấu nối đã đúng theo sơ đồ nguyên lý chưa… để đảm bảo không có sự cố đáng tiếc gì xảy ra.

Bước 10 : Chạy kiểm tra hệ thống

Bước 11: Nghiệm thu bàn giao, lưu trữ chương trình lại.

Bộ lập trình PLC Cimon

PLC CImon là một thiết bị điều khiển cấp công nghiệp dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế IEC61131. Nó được thiết kế, sử dụng trong các nhà máy đòi hỏi độ tin cậy, chính xác cao. CIMON-PLC được tối ưu hóa trong thời đại Công nghiệp 4.0 và tăng cường sự thông minh trong các lĩnh vực công nghiệp.

Bộ lập trình PLC Cimon với hiệu suất cao được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy lớn và các ngành công nghiệp liên quan khác. PLC Cimon có 2 series chính là:

Bộ lập trình PLC CM1 Series

Bộ lập trình PLC CM1 Series có tốc độ xử lý cao, bộ nhớ dung lượng lớn được sử dụng trong một loạt các ứng dụng từ điều khiển thiết bị đơn giản đến các hoạt động quy mô lớn của nhà máy.

PLC CM1 Series được trang bị bộ xử lý CPU 16/ 32 Bit CPU, tốc độ xử lý cao, Floating point operation, bộ nhớ lớn, hỗ trợ hệ thống dự phòng cho hệ thống quy mô lớn.

Tính năng chính

• Hỗ trợ EtherCAT, Data Logger (bao gồm chức năng ‘Real-time data logging’) / OPC UA Server module
• Hỗ trợ các module Ethernet và Serial bao gồm các giao diện nối tiếp Ethernet TCP/ UDP và RS-232/ RS-485.
• Các module I/ O tương thích với cả module CPU dòng CP và XP. Hỗ trợ hệ thống mở rộng tốc độ cao.
• Hỗ trợ nhiều loại module đặc biệt như: Module điều khiển vị trí, Module Load Cell, Thermistor, v.v.
• Auto-Tuning PID
• Độ tin cậy cao của kiểm soát với hệ thống mạng dự phòng
• Cho phép mở rộng hệ thống dễ dàng qua các cổng Ethernet

Bộ lập trình PLC CM3 Series

Bộ lập trình PLC CM3 Series hay PLC-S được thiết kế với kích thước nhỏ gọn, tiết kiệm chi phí nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất cao và độ tin cậy vững chắc cho hệ thống tự động hóa công nghiệp. CIMON PLC-S cung cấp khả năng mở rộng với nhiều module chức năng khác nhau như: Module đầu vào nhiệt độ TC, RTD; Module vào/ ra tương tự; Module truyền thông, Module OPC UA,…

Tính năng chính

• Điều khiển PID mà không cần thêm module PID
• Đọc thời gian từ module RTC và lưu giá trị tại vị trí bộ nhớ của thanh ghi F
• I/O reservation
• Sửa đổi chương trình trong chế độ RUN
• Thẻ nhớ SD / MMC được nhúng – Chương trình quét và nâng cấp firmware có sẵn thông qua thẻ nhớ SD
• Có 2 kênh tốc bộ đếm tốc độ cao
• Điều khiển vị trí 2 trục với tốc độ phát xung 100kpps
• Giao tiếp đồng thời qua cổng Ethernet và cổng nối tiếp (RS232, RS485)
• Bảo quản dữ liệu khi mất điện

Trên đây là toàn bộ khái niệm, cấu trúc, nguyên lý hoạt động và các bước lập trình PLC cơ bản. Nếu các bạn còn bất cứ các thắc mắc về các dòng thiết bị tự động hóa thì các bạn đừng ngần ngại để lại câu hỏi, MC&TT sẽ hỗ trợ các bạn tận tình.