DANH MỤC MENU

PLC là gì? Nguyên lý hoạt động của PLC 

Views: 290 - Category: Kiến thức công nghệ, Tin tức, Uncategorized - On:

PLC đã đánh dấu một bước đột phá trong nền sản xuất công nghiệp hiện đại, làm thay đổi lĩnh vực hệ thống điều khiển cũng như khái niệm về thiết kế lập trình trước đây. Vậy PLC là gì, nguyên lý hoạt động và ứng dụng như thế nào trong cuộc sống? Hãy cùng Hà Phương tìm hiểu bài viết sau đây để tìm ra câu trả lời nhé!

PLC là gì? Nguyên lý hoạt động của PLC 

PLC là gì? Nguyên lý hoạt động của PLC 

PLC là gì? 

PLC là viết tắt của từ Programmable Logic Controller, hay còn gọi là Bộ Điều Khiển Logic Lập Trình được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp để điều khiển và giám sát các hệ thống tự động hoá. PLC thường được sử dụng để thay thế các hệ thống điều khiển cơ học truyền thống bằng cách sử dụng phần cứng và phần mềm để thực hiện các chức năng điều khiển.

PLC có khả năng xử lý các tín hiệu từ cảm biến và thiết bị đầu ra, từ đó thực hiện các chương trình điều khiển được lập trình trước giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất và giảm thiểu sự can thiệp của con người trong quá trình vận hành hệ thống.

Với khả năng linh hoạt và dễ dàng lập trình, PLC đã trở thành một công cụ quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. Các ứng dụng của PLC có thể được tìm thấy trong nhiều lĩnh vực như sản xuất, điều khiển robot, tự động hóa nhà máy và nhiều ứng dụng khác.

PLC là viết tắt của từ Programmable Logic Controller hay còn gọi là Bộ Điều Khiển Logic Lập Trình

PLC là viết tắt của từ Programmable Logic Controller hay còn gọi là Bộ Điều Khiển Logic Lập Trình

Cấu tạo và phân loại PLC 

Cấu tạo

  1. CPU (Central Processing Unit): Là bộ xử lý trung tâm của PLC, có chức năng thực hiện các phép tính và điều khiển hoạt động của PLC. CPU bao gồm các bộ phận như:
  • Bộ xử lý: Thực hiện các phép toán logic và số học.
  • Bộ nhớ chương trình: Lưu trữ chương trình điều khiển PLC.
  • Bộ nhớ dữ liệu: Lưu trữ dữ liệu thu thập từ các thiết bị bên ngoài.
  • Bộ giao tiếp: Kết nối PLC với các thiết bị khác.
  1. Bộ nhớ:
  • Bộ nhớ chương trình: Lưu trữ chương trình điều khiển PLC. Có thể sử dụng các loại bộ nhớ như RAM, ROM, EPROM, EEPROM.
  • Bộ nhớ dữ liệu: Lưu trữ dữ liệu thu thập từ các thiết bị bên ngoài.
  1. Module I/O (Input/Output):
  • Module đầu vào: Nhận tín hiệu từ các thiết bị bên ngoài như cảm biến, công tắc.
  • Module đầu ra: Gửi tín hiệu điều khiển đến các thiết bị bên ngoài như van, động cơ.
  1. Nguồn điện: Cung cấp nguồn điện cho PLC hoạt động.
  2. Cổng giao tiếp: Kết nối PLC với các thiết bị khác như máy tính, màn hình lập trình.

Cấu tạo của Programmable Logic Controller

Cấu tạo của Programmable Logic Controller

Phân loại PLC

PLC có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm:

  1. Kích thước:
  • PLC nhỏ gọn: Kích thước nhỏ, phù hợp cho các ứng dụng đơn giản.
  • PLC cỡ trung: Kích thước trung bình, phù hợp cho các ứng dụng phức tạp hơn.
  • PLC cỡ lớn: Kích thước lớn, phù hợp cho các ứng dụng rất phức tạp.
  1. Khả năng mở rộng:
  • PLC modular: Có thể mở rộng số lượng module I/O để đáp ứng nhu cầu của ứng dụng.
  • PLC không modular: Không thể mở rộng số lượng module I/O.
  1. Loại CPU:
  • PLC dựa trên CPU tiêu chuẩn: Sử dụng CPU tiêu chuẩn như Intel, Motorola.
  • PLC dựa trên FPGA: Sử dụng FPGA (Field-Programmable Gate Array) để tăng tốc độ xử lý.
  1. Hãng sản xuất:
  • Siemens: S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500.
  • Allen-Bradley: CompactLogix, ControlLogix, MicroLogix.
  • Mitsubishi Electric: FX series, Q series, L series.
  • Omron: CP1H, CP1L, CJ1M, CJ2M
  • Schneider Electric: Modicon M340, Modicon M580, Modicon M221.

Xem thêm bài viết liên quan: Modbus là gì? Các chuẩn modbus phổ biến

Nguyên lý hoạt động của PLC

PLC hoạt động dựa trên việc lập trình các chương trình điều khiển để điều khiển các thiết bị và quá trình sản xuất, dựa trên nguyên lý xử lý logic, tức là các tín hiệu đầu vào được xử lý theo các điều kiện logic để tạo ra tín hiệu đầu ra tương ứng giúp PLC thực hiện các chức năng điều khiển, giám sát và bảo trì các thiết bị và quá trình sản xuất một cách hiệu quả.

PLC hoạt động dựa trên việc lập trình các chương trình điều khiển 

PLC hoạt động dựa trên việc lập trình các chương trình điều khiển 

Các chương trình điều khiển trong PLC thường được lập trình bằng ngôn ngữ lập trình logic như Ladder Logic, Function Block Diagram, hay Structured Text. Nhờ có khả năng lập trình linh hoạt, PLC có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau như điều khiển đơn giản, điều khiển logic phức tạp, hay giao tiếp với các thiết bị và hệ thống khác.

Ngoài ra, PLC cũng có khả năng kết nối với các thiết bị đầu vào/đầu ra khác nhau như cảm biến, van điều khiển, motor, máy móc và thiết bị điện tử khác, biến PLC trở thành một trung tâm điều khiển linh hoạt trong hệ thống tự động hóa công nghiệp.

Cách thức hoạt động của Programmable Logic Controller

Cách thức hoạt động của Programmable Logic Controller

Ưu điểm và nhược điểm của PLC

Ưu điểm của PLC

  • Dễ dàng lập trình và thay đổi chương trình điều khiển: PLC sử dụng các ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ học, như ladder logic (LD). Việc thay đổi chương trình điều khiển cũng rất đơn giản, chỉ cần lập trình lại và tải chương trình mới vào PLC.
  • Độ tin cậy cao: PLC được thiết kế để hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt, với độ tin cậy cao.
  • Khả năng kết nối với các thiết bị khác: PLC có thể kết nối với nhiều loại thiết bị khác nhau, như máy tính, màn hình HMI, các thiết bị điều khiển khác.
  • Kích thước nhỏ gọn: PLC có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt.

Nhược điểm của PLC

  • Giá thành cao hơn so với các bộ điều khiển truyền thống: PLC có giá thành cao hơn so với các bộ điều khiển truyền thống, như relay, contactor.
  • Yêu cầu kiến thức chuyên môn để lập trình và sử dụng: Việc lập trình và sử dụng PLC requires kiến thức chuyên môn về lập trình và điện tử.

So sánh PLC với các bộ điều khiển khác

Loại Ưu điểm Nhược điểm
PLC Dễ lập trình, độ tin cậy cao, khả năng kết nối tốt Giá thành cao, yêu cầu kiến thức chuyên môn
Relay Giá thành rẻ, dễ sử dụng Khó lập trình, độ tin cậy thấp, khả năng kết nối kém
Contactor Giá thành rẻ, dễ sử dụng Khó lập trình, độ tin cậy thấp, khả năng kết nối kém

Vai trò của PLC trong hệ thống tự động hóa 

PLC đóng vai trò quan trọng trong hệ thống tự động hóa công nghiệp. Với khả năng lập trình linh hoạt, PLC được sử dụng để điều khiển các thiết bị và quá trình sản xuất trong môi trường công nghiệp.

Vai trò chính của PLC là thực hiện các chương trình điều khiển dựa trên logic và các tín hiệu đầu vào từ cảm biến, bộ điều khiển và các thiết bị khác. Khi nhận được tín hiệu từ các thiết bị đầu vào, PLC sẽ xử lý thông tin theo chương trình đã được lập trình trước đó và đưa ra tín hiệu điều khiển đến các thiết bị đầu ra như động cơ, van điều khiển, bơm, cảm biến và nhiều thiết bị khác. PLC còn có khả năng giao tiếp với các thiết bị ngoại vi khác như máy tính, màn hình hiển thị, thiết bị đo lường và điều khiển thông qua các giao thức truyền thông như Modbus, Profibus, Ethernet, và nhiều giao thức khác.

Với tính linh hoạt và dễ dàng lập trình, PLC cho phép người vận hành thay đổi chương trình điều khiển một cách nhanh chóng để thích nghi với các yêu cầu sản xuất khác nhau giúp tối ưu hóa hiệu suất sản xuất và giảm thời gian dừng máy, từ đó tăng tính linh hoạt và hiệu quả cho hệ thống tự động hóa công nghiệp.

PLC cho phép người vận hành thay đổi chương trình điều khiển một cách nhanh chóng để thích nghi với các yêu cầu sản xuất khác nhau

PLC cho phép người vận hành thay đổi chương trình điều khiển một cách nhanh chóng để thích nghi với các yêu cầu sản xuất khác nhau

Sự khác nhau giữa điều khiển PLC và các loại điều khiển khác 

Bộ điều khiển lập trình PLC đang dần thay thế cho các hệ thống điều khiển bằng relay, contactor thông thường ngày nay nhờ những ưu điểm vượt trội hơn so với hệ thống điều khiển thông thường.

Hệ thống điều khiển thông thường Hệ thống điều khiển bằng PLC
  • Khi muốn thay đổi chương trình phải lắp đặt lại toàn bộ
  • Khó bảo trì, sửa chữa
  • Sự thay đổi đầu vào, đầu ra và điều khiển hệ thống dễ dàng hơn nhờ các phần mềm trên máy tính hoặc console
  • Bảo trì và sửa chữa dễ dàng
  •  Độ bền và tin cậy cao
  • Các module rời cho phép thay thế và mở rộng khi cần thiết
  • Công suất tiêu thụ ít hơn, tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn

Cách thức điều khiển chính của PLC 

Cách thức điều khiển chính

  1. Điều khiển tuần tự:
  • Là cách thức điều khiển cơ bản nhất của PLC.
  • PLC sẽ thực hiện các bước trong chương trình điều khiển theo thứ tự từ đầu đến cuối.
  • Sau khi hoàn thành một vòng quét, PLC sẽ quay lại đầu chương trình và thực hiện lại các bước.
  • Cách thức điều khiển này phù hợp cho các ứng dụng đơn giản, có quy trình lặp đi lặp lại.
  1. Điều khiển theo thời gian:
  • PLC sẽ thực hiện các hành động điều khiển dựa trên thời gian được cài đặt.
  • Ví dụ, PLC có thể bật một van trong 10 giây, sau đó tắt van.
  • Cách thức điều khiển này phù hợp cho các ứng dụng cần điều khiển thời gian chính xác.
  1. Điều khiển theo sự kiện:
  • PLC sẽ thực hiện các hành động điều khiển dựa trên sự kiện xảy ra.
  • Ví dụ, PLC có thể bật một động cơ khi có cảm biến báo hiệu có vật liệu cần vận chuyển.
  • Cách thức điều khiển này phù hợp cho các ứng dụng cần phản ứng nhanh với các sự kiện xảy ra.

Ngoài 3 cách thức điều khiển chính trên, PLC còn có thể thực hiện các chức năng điều khiển khác như:

  • Điều khiển PID: được sử dụng để điều khiển các hệ thống có độ trễ lớn, như hệ thống nhiệt độ, áp suất.
  • Điều khiển logic mờ: được sử dụng để điều khiển các hệ thống có tính phi tuyến, như hệ thống điều khiển robot.
  • Mạng truyền thông: PLC có thể kết nối với các thiết bị khác, như máy tính, màn hình HMI, các PLC khác.

Có thể bạn quan tâm: Sensor là gì? Ứng dụng của cảm biến trong IoT

Lựa chọn cách thức điều khiển phù hợp

Để lựa chọn cách thức điều khiển phù hợp, cần cân nhắc các yếu tố sau:

  • Yêu cầu của ứng dụng: cần xác định các chức năng cần thiết của PLC, như số lượng I/O, ngôn ngữ lập trình, khả năng kết nối.
  • Độ phức tạp của ứng dụng: các ứng dụng phức tạp có thể cần kết hợp nhiều cách thức điều khiển khác nhau.
  • Kỹ năng của người sử dụng: cần lựa chọn cách thức điều khiển phù hợp với khả năng lập trình của người sử dụng.

Ứng dụng của PLC 

PLC được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất, gia công, điều khiển hệ thống, tự động hóa và nhiều ứng dụng khác. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của PLC:

  1. Điều khiển dây chuyền sản xuất: PLC được sử dụng để điều khiển quá trình sản xuất trên dây chuyền, từ việc điều khiển máy móc, cảm biến đến việc quản lý quá trình sản xuất tự động.
  2. Hệ thống điều khiển tự động trong nhà máy: PLC được tích hợp vào hệ thống điều khiển tự động trong nhà máy để quản lý và điều khiển các thiết bị công nghiệp như máy móc, van, cảm biến, motor…
  3. Hệ thống điều khiển thông minh trong tòa nhà: PLC được sử dụng để điều khiển hệ thống thông minh trong tòa nhà như hệ thống điều khiển nhiệt độ, ánh sáng, an ninh, an toàn…
  4. Ứng dụng trong ngành năng lượng: PLC được áp dụng trong các hệ thống điều khiển tự động trong ngành năng lượng như điện, nước, khí đốt để quản lý và kiểm soát quá trình sản xuất và cung cấp năng lượng.
  5. Hệ thống tự động hóa trong giao thông vận tải: PLC được sử dụng để điều khiển các hệ thống tự động hóa trong giao thông vận tải như hệ thống tàu điện, cầu cảng, hệ thống giao thông thông minh…

PLC được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất, gia công, điều khiển hệ thống và tự động hóa

Tổng kết

PLC đã cách mạng hóa cách thức điều khiển các quy trình công nghiệp bằng cách cung cấp một giải pháp linh hoạt và đáng tin cậy để tự động hóa các tác vụ phức tạp. Khả năng lập trình và điều khiển dựa trên logic của PLC giúp các kỹ sư dễ dàng thiết kế và triển khai các hệ thống điều khiển tùy chỉnh đáp ứng cho từng nhu cầu cụ thể. PLC chắc chắn sẽ còn đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong việc thúc đẩy hiệu quả và cải thiện năng suất trong môi trường sản xuất trong tương lai.

Có thể bạn quan tâm

NHÀ PHÂN PHỐI THIẾT BỊ MẠNG CHÍNH HÃNG, UY TÍN

CÔNG TY TNHH PHÂN PHỐI HÀ PHƯƠNG

Văn phòng Hà Nội
Số 39 Đường 3.9 Khu đô thị Gamuda Gardens, Phường Yên Sở, Quận Hoàng Mai, TP Hà Nội
0964.232.066
haphuong@npp.com.vn
Chi nhánh Hồ Chí Minh
Đường số 30, Phường Linh Đông, TP. Thủ Đức, Hồ Chí Minh
0964.232.066

    Báo giá Dự Án

    Bạn có câu hỏi về việc mua một sản phẩm hoặc giải pháp mà bạn quan tâm? Điền vào biểu mẫu và chúng tôi sẽ trả lời sau 1 ngày làm việc. Báo giá ngay, được hỗ trợ giá ưu đãi tốt nhất.