Thiết bị thực hiện điều khiển chính của máy móc công nghiệp hiện đại hiện nay chính là PLC. Vậy PLC là gì? Bài viết dưới đây xin giới thiệu một số thông tin của PLC tới quý độc giả đang mong muốn tìm hiểu về loại thiết bị này.
Thông tin cơ bản của PLC
PLC là một thiết bị dùng để thay thế những hệ thống điều khiển kiểu cũ sử dụng nhiều replay, tiếp điểm, nút nhấn để thực hiện các nhiệm vụ. Trong khi đó nếu sử dụng PLC thì các tiếp điểm ảo sẽ giúp người thiết kế có thể dễ dàng lập trình, thay đổi và hiệu chỉnh cho nhiều nhiệm vụ khác nhau trong thực tế. Đây có thể coi là một bước tiến lớn trong công nghiệp và công nghệ.
Thuật ngữ PLC là gì?
PLC là gì đang là thông tin được nhiều người tìm hiểu. PLC là viết tắt của dòng chữ tiếng Anh là Programmable Logic Controller. Có thể hiểu đơn giản được dịch nghĩa là thiết bị cho phép người dùng lập trình hay khả trình.
Trong quá khứ thì các bộ điều khiển chỉ được sản xuất để phục vụ riêng cho một mục đích điều khiển và không thể thay đổi được hay còn được gọi là điều khiển kết nối cứng. Điều này đã tạo ra những hạn chế vô cùng lớn trong việc lập trình điều khiển nên bộ điều khiển login khả trình đã được ra đời, chính là PLC.
Thông qua bộ điều khiển PLC người dùng có thể hoàn toàn thay đổi thuật toán điều khiển thông qua việc lập trình PLC bằng ngôn ngữ lập trình. Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất PLC như: Siemens của Đức, Omron và Mitsubishi của Nhật Bản, Delta của Đài Loan,…
Tại Việt Nam thì dòng PLC của Mitsubishi và Siemens là phổ biến và được đưa vào chương trình giảng dạy đào tạo của của cá trường kỹ thuật.Các ngôn ngữ lập trình được sử dụng để lập trình PLC thường thấy như LAD, FBD, STL,..trong đó thì ngôn ngữ lập trình LAD là ngôn ngữ được sử dụng phổ biến hiện nay.
PLC chính là bộ điều khiển login khả trình
Nguyên lý hoạt động của PLC
Nguyên lý hoạt động của PLC vô cùng đơn giản, bạn có thể nhận diện được thông qua cách thức như sau:
- CPO điều khiển các hoạt động bên trong của PLC. Thông qua module tín hiệu thì PLC sẽ nhận tất cả tín hiệu từ thiết bị ngoại vi bao gồm cảm biến, công tắc hành trình, tín hiệu relay,…
- Dựa vào các chương trình lập trình, PLC sẽ xử lý các tín hiệu nhận được theo thuật toán được lập trình sẵn sau đó sẽ xuất các tín hiệu điều khiển cơ cấp chấp hành như contactor, đèn báo, tải, tín hiệu analog, HSC,…
- Chu kỳ quét của PLC gồm nhận các tín hiệu ngõ vào, thực thi các chương trình, kiểm tra lỗi và xuất tín hiệu điều khiển của ngõ ra.
- Thời gian thực hiện vòng quét sẽ phụ thuộc vào các yếu tố: tốc độ xử lý của PLC, dung lượng trình lập trình và độ trễ tín hiệu ngõ vào từ thiết bị ngoại vi.
Đặc điểm của PLC
Hiện nay đã có một số loại PLC được thiết kế có các phím bấm có thể lập trình trực tiếp mà không cần bộ lập trình cầm tay hay máy tính. Một số đặc điểm điểm được kể đến của PLC đó là:
- Câu trúc dạng lắp ghép các module gọn gàng, dễ dàng thay thế và lắp đặt.
- Phần cứng dễ dàng được bảo quản và sửa chữa.
- Khả năng chống nhiễu tốt trong môi trường công nghiệp có nhiều luồng tín hiệu.
- Chương trình lập trình có thể thay đổi linh hoạt, tốc độ điều khiển nhanh, độ chính xác của PLC cao.
- Cho phép giao tiếp và kết nối với nhiều thiết bị ngoại khác.
Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng PLC vẫn còn một tồn tại một số nhược điểm cần được lưu ý đó là:
- Giá thành của PLC khá cao, đặc biệt là một số dòng sản phẩm được các hãng từ châu Âu Sản phẩm.
- Yêu cầu sử dụng PLC phải có kiến thức chuyên môn được đào tạo chuyên nghiệp.
PLC được thiết kế theo nhiều dạng khác nhau
Cách sử dụng PLC để điều khiển biến tần
Ứng dụng của PLC hiện nay rất phổ biến trong đời sống, đặc biệt là trong công nghiệp. Các loại máy móc nhỏ như đóng gói, băng tải cũng có thể sử dụng một số dòng PLC đơn giản, nhỏ gọn và có giá thành cạnh tranh.
Với các hệ thống lớn, phức tạp thì PLC được thiết kế riêng tùy theo nhu cầu mà có các dạng module riêng. Vì vậy hãy cùng tìm hiểu các PLC điều khiển các biến tần như thế nào.
Sử dụng PLC điều khiển biến tần có lợi ích gì?
Trong hệ thống điều khiển và giám sát tự động hóa thì PLC đóng vai trò bộ điều khiển trung tâm và biến tần đóng vai trò là bộ phận chấp hành. Việc kết hợp PLC và biến tần sẽ giúp biến tần hoạt động dựa theo giải thuật điều khiển của PLC.
Ngoài ra PLC chủ động kiểm tra các trạng thái hoạt động và kiểm soát lỗi trực tiếp trên biến tần. Từ đó đưa ra các tín hiệu điều khiển kịp thời và đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác, ổn định và đồng thời bảo vệ biến tần và các thiết bị khác.
PLC đóng vai trò bộ điều khiển trung tâm
Cách thức mà PLC điều khiển biến tần
Cách thức mà PLC điều khiển cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển biến tần một cách logic thông qua ngôn ngữ lập trình. Cụ thể:
PLC kết nối với biến tần thông qua đấu nối dây điều khiển
Phần cứng I/O kết nối với dây điều khiển cho phép các hệ thống bên ngoài ra lệnh giám sát VFD bằng các tín hiệu digital hoặc analog.
- Các PLC xuất tín hiệu digital để điều khiển tcas trạng thái như dừng, quay thuận hay quay nghịch, hoặc điều khiển đa cấp độ. ĐỒng thời biến tần sẽ phản hồi những tín hiệu digital để báo trạng thái của động cơ, báo lỗi,…cho PLC.
- PLC có khả năng xuất ra các tín hiệu đối với tín hiệu Analog như: 0 – 10V, 1 – 5V, 4 – 20mA, 0 – 20 mA để điều khiển tốc độ của biến tần. Đồng thời biến tần có thể xuất ra tín hiệu Analog để phản hồi tốc độ lại cho PLC.
- PLC cũng có thể đọc được các tin hiệu HSC từ encoder để tính vận tốc của động cơ hoặc xuất tín hiệu HSC để điều khiển biến tần.
PLC thông qua mạng truyền thông để điều khiển biến tần
PLC của mỗi hãng sẽ không nhất thiết sử dụng chung 1 giao thức truyền thông. Đối với mỗi giao thức truyền thông thì sẽ sử dụng các ap cũng như các cổng truyền vật lý thích hợp khác nhau. Hệ thống dây mạng truyền thông phải tách biệt khỏi các đường dây điện cao áp để chống trường hợp nhiễu ảnh hưởng tới chất lượng truyền. Cấu tạo của đường dây cũng cần có 1 lớp shield chống nhiễu.
Lợi thế khi sử dụng mạng truyền thông để PLC điều khiển biến tần là dễ cài đặt và độ tin cậy cao, người sử dụng sẽ tiết kiệm được số dây dẫn trong hệ thống điện. Nhược điểm của việc sử dụng mạng truyền thông PLC là chi phí cao và tính linh hoạt sẽ bị hạn chế.
PLC điều khiển biến tần là dễ cài đặt và độ tin cậy
Lời kết
Tùy vào yêu cầu thuật toán điều khiển thì bạn có thể lựa chọn những phương pháp kết nối phù hợp với ứng dụng. Và như vậy tùy thuộc vào các nhu cầu bạn có thể lựa chọn cho mình loại PLC phù hợp. Qua bài viết trên đây hy vọng sẽ cung cấp cho bạn một số thông tin cơ bản nhất về PLC và giúp bạn hiểu được phần nào các PLC hoạt động.
