lap trinh plc 342

Lập trình PLC Biên tập bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Lập trình PLC Biên tập bởi: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Các tác giả: Khoa CNTT ĐHSP KT Hưng Yên Phiên trực tuyến: http://voer.edu.vn/c/b65809e7 MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan PLC 1.1 MỞ ĐẦU 1.2 Lịch sử phát triển 1.3 Cấu trúc nguyên lý làm việc PLC 1.4 Phân loại 1.5 Cấu trúc phần cứng PLC S7-300 1.5.1 Hệ thống Module 1.5.2 Cấu trúc nhớ Chương : Ngôn ngữ lập trình ứng dụng 2.1 Giới thiệu ngơn ngữ lập trình 2.2 Chu trình làm việc, lập trình cấu trúc chương trình 2.3 Tập lệnh PLC S7 - 300 2.3.1 Nhóm lệnh logic tiếp điểm 2.3.2 Bộ đếm (Counter) 2.3.3 Bộ thời gian (Timer) 2.3.4 Các hàm so sánh 2.3.5 Các hàm toán học 2.3.6 Hàm di chuyển liệu 2.3.7 Hàm logic thực ghi 2.3.8 Lệnh làm việc với tín hiệu tương tự Chương : Ngôn ngữ lập trinh Step 3.1 CÀI ĐẶT STEP 3.2 Soạn thảo Project 3.3 Soạn thảo chương trình 3.4 Chạy thử, nạp chương trình xuống phần cứng, giám sát hoạt đọng chương trình Chương : Lựa chọn, lắp đặt, kiểm tra bảo trì hệ thống 4.1 Lựa chọn, lắp đặt, kiểm tra bảo trì hệ thống Tham gia đóng góp 1/130 Chương 1: Tổng quan PLC MỞ ĐẦU Trong hệ thống sản xuất, thiết bị tự động bán tự động, hệ thống điều khiển đóng vai trị điều phối tồn hoạt động máy móc thiết bị Các hệ thống máy móc thiết bị sản xuất thường phức tạp, có nhiều đại lượng vật lý phải điều khiển để hoạt động đồng theo trình tự cơng nghệ định nhằm tạo sản phẩm mong muốn Từng đại lượng vật lý đơn lẻ điều khiển mạch điều khiển sở dạng tương tự hay gián đoạn Điều khiển nhiều đại lượng vật lý đồng thời dùng mạch điều khiển tương tự mà phải sử dụng hệ thống điều khiển lơ gíc Trước hệ thống điều khiển lơ gíc dụng hệ thống lơ gíc rơ le Nhờ phát triển nhanh chóng kỹ thuật điện tử, thiết bị điều khiển lơ gíc khả lập trình PLC (Programmable Logic Controller) xuất vào năm 1969 thay hệ thống điều khiển rơ le Càng ngày PLC trở nên hoàn thiện đa Các PLC ngày khơng có khả thay thể hồn tồn thiết bị điều khiển lo gíc cổ điển, mà cịn có khả thay thiêt bị điều khiển tương tự Các PLC sử dụng rộng rãi cơng nghiệp Chức PLC kiểm tra trạng thái đầu vào điều khiển trình hệ thống máy móc thơng qua tín hiệu đầu PLC Tổ hợp lơ gíc đầu vào để tạo hay nhiều tín hiệu gọi điều khiển lơ gíc Các tổ hợp lơ gíc thường thực theo trình tự điều khiển hay cịn gọi chương trình điều khiển Chương trình điều khiển lưu nhớ PLC cách lập trình thiết bị cầm tay nối trực tiếp với PLC lập trình máy tính cá nhân nhờ phần mềm chuyên dụng truyền vào PLC qua mạng hay qua cáp truyền liệu Bộ xử lý tín hiệu, thường vi xử lý tốc độ cao, thực chương trình điều khiển theo chu kỳ Khoảng thời gian thực chu trình điều khiển từ lúc kiểm tra tín hiệu vào, thực phép tính lo gíc đại số để có tín hiệu điều khiển, cho đén phát tín hiệu đến đầu goi chu kỳ thời gian quét 2/130 PLC cơng nghiệp thường có cấu hình đơn giản nhất, chương trình trình điều khiển trình cơng nghệ hay máy móc thường hoạt động 24/24 không cần can thiệp người trình điều khiển PLC dừng quét chương trình điều khiển ngắt nguồn cơng tắc ngừng kích hoạt Sơ đồ khối đơn giản hố PLC thể hình Trên đầu vào PLC có kênh tín hiệu tương tự kênh tín hiệu số Các kênh tín hiệu xuất phát từ cảm biến, từ cơng tắc hành trình, cơng tắc đóng ngắt mạch điện từ biến lơ gíc tương ứng với các trạng thái máy móc, thiết bị Tín hiệu vào xử lý trung tâm xử lý nhờ phép tính lơ gíc hay số học kết tín hiệu Các tín hiệu tín hiệu tín hiệu truyền điện đến cho cấu chấp hành cuộn hút, đèn hiệu, động vv Điện áp đầu vào PLC điện áp công suất thấp, tương ứng với mức từ 0V đến 5V chiều Khi ta nối đầu vào có mức điện áp cao 5V, thường phải dùng kênh có mạch chuyển đổi để biến điện áp vào thành điện áp tương đương với mức +/ư 5VDC Điện áp đầu PLC có nhiều mức điện áp khác nhau, có mức lượng thấp Nếu cần phải điều khiển cấu chấp hành có mức lượng cao hơn, ta phải sử dụng thiết bị khuyếch đại công suất 3/130 Lịch sử phát triển Vào khoảng năm 1968, nhà sản xuất ô tô đưa yêu cầu kỹ thuât cho thiết bị điêù khiển lơ gíc khả lập trình Mục đích thay cho tủ điêu khiển cồng kềnh, tiêu thụ nhiều điện thường xuyên phải thay thể rơ le hỏng cuộn hút hay gẫy lò xo tiếp điểm Mục đích thứ hai tạo thiều bị điều khiển có tính linh hoạt việc thay đổi chương trình điều khiển Các u cầu kỹ thuật sở máy tính cơng nghiệp, mà ưu điểm lập trình dễ dàng kỹ thuật viên kỹ sư sản xuất Với thiết bị điều khiển khả lập trình, người ta giảm thời gian dừng sản xuất, mở rộng khả hoàn thiện hệ thống sản xuất thích ứng với thay đổi sản xuất Một số nhà sản xuất thiết bị điều khiển sở máy tính sản xuất thiết bị điều khiển khả lập trình cịn gọi PLC Những PLC ứng dụng công nghiệp ô tô vào năm 1969 đem lại ưu việt hẳn hệ thống điều khiển sở rơ le Các thiết bị lập trình dễ dàng, khơng chiếm nhiều khơng gian xưởng sản xuất có độ tin cậy cao hệ thống rơ le Các ứng dụng PLC nhanh chóng rộng mở tất ngành cơng nghiệp sản xuất khác Hai đặc điểm dẫn đến thành cơng PLC độ tin cậy cao khả lập trình dễ dàng Độ tin cậy PLC đảm bảo mạch bán dẫn thiết kế thích ứng với mơi trường công nghiệp Các mạch vào thiết kế đảm bảo khả chống nhiễu, chịu ẩm, chịu dầu, bụi nhiệt độ cao Các ngôn ngữ lập trình PLC tương tự sơ đồ thang hệ thống điều khiển lơ gíc, nên kỹ sư làm quen với sơ đồ thang, dễ dàng thích nghi với việc lập trình mà khơng cần phải qua q trình đào tạo Một số ứng dụng máy tính sản xuất thời gian đầu bị thất bại, việc học sử dụng phần mềm máy tính không dễ dàng với kỹ sư Khi vi xử lý đưa vào sử dụng năm 1974 – 1975, khả PLC mở rộng hoàn thiện Các PLC có trang bị vi xử lý có khả thực tính tốn xử lý số liệu phức tạp, điều làm tăng khả ứng dụng PLC cho hệ thống điều khiển phức tạp Các PLC không dừng lại chổ thiết bị điều khiển lơ gíc, mà cịn có khả thay thiết bị điều khiển tương tự Vào cuối năm bảy mươi việc truyền liệu trở nên dễ dàng nhờ phát triển nhảy vọt công nghiệp điện tử Các PLC điều khiển thiết bị cách xa hàng vài trăm mét Các PLC trao đổi liệu cho việc điều khiển trình sản xuất trở nên dễ dàng 4/130 Thiết bị điều khiển khả lập trình PLC máy tính cơng nghiệp dùng cho mục đích điều khiển máy, điều khiển ứng dụng công nghiệp thay cho thiết bị “cứng” rơ le, cuộn hút tiếp điểm Ngày thấy PLC hàng nghìn ứng dụng cơng nghiệp Chúng sử dụng cơng nghiệp hố chất, cơng nghiệp chế biến dầu, cơng nghiệp thực phẩm, cơng nghiệp khí, công nghiệp xử lý nước chất thải, công nghiệp dược phẩm, công nghiệp dệt may, nhà máy điện hạt nhân, cơng nghiệp khai khống, giao thơng vận tải, quân sự, hệ thống đảm bảo an toàn, hệ thống vận chuyển tự động, điều khiển rô bốt, điều khiển máy công cụ CNC vv Các PLC kêt nối với máy tính để truyền, thu thập lưu trữ số liệu bao gồm trình điều khiển thống kê, q trình đảm bảo chất lượng, chẩn đốn cố trực tuyến, thay đổi chương trình điều khiển từ xa Ngồi PLC cịn dùng hệ thống quản lý lượng nhằm giảm giá thành cải thiện môi trường điều khiển các hệ thống phục vụ sản xuất, dịch vụ văn phịng cơng sở Sự đời máy tính cá nhân PC năm tám mươi nâng cao đáng kể tính khả sử dụng PLC điều khiển máy trình sản xuất Các PC giá thành khơng cao sử dụng thiêt bị lập trình giao diện người vận hành hệ thống điêu khiển Nhờ phát triển phần mềm đồ hoạ cho máy tính cá nhân PC, PLC trang bị giao diện đồ hoạ để mô thị hoạt động phận hệ thống điêu khiển Điều có ý nghĩa đặc biệt quan trọng máy CNC, tạo cho ta khả mơ trước q trình gia cơng, nhằm tránh cố lập trình sai Máy tính cá nhân PC PLC sử dụng rộng rãi hệ thống điều khiển sản xuất hệ thống dịch vụ PLC sản xuất nhiều hãng khác giới Về nguyên lý hoạt động, PLC có tính tương tự giống nhau, lập trình sử dụng chúng hồn tồn khác thiết kế khác nhà sản xuất PLC khác với máy tính khơng có ngơn ngữ lập trình chung khơng có hệ điều hành Khi bất lên PLC chạy chương trình điều khiển ghi nhớ nó, chạy hoạt động khác Một số hãng sản xuất PLC lớn có tên tuổi như: Siemens, Toshiba, Mishubisi, Omron, Allan Bradley, Rocwell, Fanuc hãng chiếm phần lớn thị phần PLC giới Các PLC hãng ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp sử dụng cơng nghệ tự động hố Các thiết bị điều khiển PLC tạo thêm sức mạnh, tốc độ tính linh hoạt cho hệ thống công nghiệp Bằng thay phần tử điện PLC, trình điều khiển trở nên nhanh hơn, rẻ hơn, quan trọng hiệu PLC lựa chọn tốt hệ thống rơ le hay máy tính tiêu chuẩn số lý sau: 5/130 -Tốn khơng gian: Một PLC cần khơng gian máy tính tiêu chuẩn hay tủ điều khiển rơ le để thực cức - Tiết kiệm lượng: PLC tiêu thụ lượng mức thấp, máy tính thơng thường -Giá thành thấp : Một PLC giá tương đương cỡ đến 10 rơ le, có khả thay hàng trăm rơ le - Khả thích ứng với mơi trường công nghiệp: Các vỏ PLC làm từ vật liệu cứng, có khả chống chịu bụi bẩn, dầu mỡ, độ ẩm, rung động nhiễu Các máy tính tiêu chuẩn khơng có khả - Giao diện tực tiếp: Các máy tính tiêu chuẩn cần có hệ thống phức tạp để giao tiếp với mơi trường cơng nghiệp Trong PLC giao diện trực tiếp nhờ mơ đun vào I/O - Lập trình dễ dàng: Phần lớn PLC sử dụng ngơn ngữ lập trình sơ đồ thang, tương tự sơ đồ đấu hệ thống điều khiển rơ le thông thường - Tính linh hoạt cao: Chương trình điều khiển PLC thay đổi nhanh chóng dễ dàng cách nạp lại chương trình điều khiển vào PLC lập trình, thẻ nhớ, truyền tải qua mạng 6/130 Cấu trúc nguyên lý làm việc PLC Cấu trúc chung PLC thiết bị điều khiển logic khả trình (Program Logic Control), loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể thuật tốn mạch số Cũng thiết bị lập trình khác, hệ thống lập trình PLC bao gồm phần: khối xử lý trung tâm (CPU) hệ thống giao tiếp vào/ra (I/O) sơ đồ khối: Khối xử lý trung tâm: Là vi xử lý điều khiển tất hoạt động PLC như: Thực chương trình, xử lý vào/ra truyền thơng với thiết bị bên ngồi Bộ nhớ Có nhiều nhớ khác dùng để chứa chương trình hệ thống phần mềm điều khiển hoạt động hệ thống, sơ đồ LAD, trị số Timer, Counter chứa vùng nhớ ứng dụng, tùy theo yêu cầu người dùng chọn nhớ khác nhau: Bộ nhớ ROM: loại nhớ không thay đổi được, nhớ nạp lần nên sử dụng phổ biến loại nhớ khác 7/130 Bộ nhớ RAM: loại nhớ thay đổi dùng để chứa chương trình ứng dụng liệu, dử liệu chứa Ram bị mất điện Tuy nhiên, điều khắc phục cách dùng Pin Bộ nhớ EPROM: Giống ROM, nguồn nuôi cho EPROM không cần dùng Pin, nhiên nội dung chứa xố cách chiếu tia cực tím vào cửa sổ nhỏ EPROM sau nạp lại nội dung máy nạp Bộ nhớ EEPROM: kết hợp hai ưu điểm RAM EPROM, loại xóa nạp tín hiệu điện Tuy nhiên số lần nạp có giới hạn Một PLC có đầy đủ chức như: đếm, định thời, ghi (registers) tập lệnh cho phép thực yêu cầu điều khiển phức tạp khác Hoạt động PLC hoàn toàn phụ thuộc vào chương trình nằm nhớ, ln cập nhật tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều khiển ngõ Để đánh giá PLC người ta dựa vào tiêu chuẩn chính: Dung lượng nhớ số tiếp điểm vào/ra Bên cạnh cần ý đến chức như: Bộ vi xử lý, chu kỳ xung clock, ngôn ngữ lập trình, khả mở rộng số cổng vào/ra Bên cạnh đó, PLC hồn chỉnh cịn kèm thêm đơn vị lập trình tay hay máy tính Hầu hết đơn vị lập trình đơn giản có đủ RAM để chứa đựng chương trình dạng hoàn thiện hay bổ sung Nếu đơn vị lập trình đơn vị xách tay, RAM thường loại CMOS có pin dự phịng, chương trình kiểm tra sẵn sàng sử dụng truyền sang nhớ PLC Đối với PLC lớn thường lập trình máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458,… Trong hệ thống điều khiển PLC phần tử nhập tín hiệu như: chuyển mạch, nút ấn, cảm biến, nối với đầu vào thiết bị PLC Các phần tử chấp hành như: đèn báo, rơ le, công tắc tơ, nối đến lối PLC đầu nối Chương trình điều khiển PLC soạn thảo dạng (sẽ trình bày phần sau) nạp vào nhớ bên PLC, sau tự động thực theo chuỗi lệnh điều khiển xác định trước Hệ cịn cho phép cơng nhân vận hành thao tác tay tiếp điểm, nút dừng khẩn cấp để đảm bảo tính an tồn trường hợp xảy cố PLC xem trái tim hệ thống điều khiển tự động đơn lẻ với chương trình điều khiển chứa nhớ PLC, PLC thường xuyên kiểm tra trạng thái hệ thống thơng qua tín hiệu hồi tiếp từ thiết bị vào để từ đưa tín hiệu điều khiển tương ứng đến thiết bị 8/130 PLC sử dụng cho yêu cầu điều khiển đơn giản lập lập lại theo chu kỳ, liên kết với máy tính chủ khác máy tính chủ thơng qua kiểu hệ thống mạng truyền thơng để thực q trình xử lý phức tạp Tín hiệu vào Mức độ thơng minh hệ thống điều khiển phụ thuộc chủ yếu vào khả PLC để đọc liệu khác từ cảm biến thiết bị nhập tay Tiêu biểu cho thiết bị nhập tay như: nút ấn, bàn phím chuyển mạch Mặt khác, để đo, kiểm tra chuyển động, áp suất, lưu lượng chất lỏng , PLC phải nhận tín hiệu từ cảm biến Ví dụ: tiếp điểm hành trình, cảm biến quang điện, tín hiệu đưa vào PLC tín hiệu số (digital) tín hiệu tương tự (analog), tín hiệu giao tiếp với PLC thơng qua modul nhận tín hiệu vào khác khác DI (Digital Input) AI (Analog Input), Đối tượng điều khiển Một hệ thống điều khiển khơng có ý nghĩa thực tế khơng giao tiếp với thiết bị ngồi, thiết bị ngồi thơng dụng như: mơtơ, van, rơle, đèn báo, chuông điện, giống thiết bị vào, thiết bị nối đến cổng modul (output) Các modul DO (Digital Output) AO (ra tương tự) Nguyên lý làm việc CPU điều khiển hoạt động bên PLC Bộ xử lý đọc kiểm tra chương trình chứa nhớ, sau thực thứ tự lệnh chương trình, đóng hay ngắt đầu Các trạng thái ngõ phát tới thiết bị liên kết để thực thi Và tồn hoạt động thực thi phụ thuộc vào chương trình điều khiển giữ nhớ PLC thực chất chạy mã máy với hệ thống số nhị phân, tốc độ qt vịng chương trình đạt đến vài phần ngàn giây, Software dùng để lập trình PLC tích hợp phần biên dịch Các dòng lệnh lập trình đưa từ chương trình vào trình biên dịch chuyển đổi sang mã máy ghi bit “0” hay bit “1” lên vào vị trí có địa quy ước trước PLC lên PC thực thi xảy ngược lại trình biên dịch làm xong nhiệm vụ trước trả chương trình lên Monitor Hệ thống Bus tuyến dùng để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song: 9/130 - Address Bus: Bus địa dùng để truyền địa đến Modul khác - Data Bus: Bus dùng để truyền liệu - Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền tín hiệu định điều khiển đồng hoạt động PLC Trong PLC số liệu trao đổi vi xử lý modul vào thông qua Data Bus Address Bus Data Bus gồm đường, thời điểm cho phép truyền bit byte cách đồng thời hay song song Nếu modul đầu vào nhận địa Address Bus, chuyển tất trạng thái đầu vào vào Data Bus Nếu địa byte đầu xuất Address Bus, modul đầu tương ứng nhận liệu từ Data bus Control Bus chuyển tín hiệu điều khiển vào theo dõi chu trình hoạt động PLC Các địa số liệu chuyển lên Bus tương ứng thời gian hạn chế Hệ thống Bus làm nhiệm vụ trao đổi thông tin CPU, nhớ I/O Bên cạch đó, CPU cung cấp xung Clock có tần số từ 1¸8 MHZ Xung định tốc độ hoạt động PLC cung cấp yếu tố địnhthời, đồng hồ hệ thống * Vịng qt chương trình: PLC thực công việc (bao gồm chương trình điều khiển) theo chu trình lặp Mỗi vịng lặp gọi vòng quét (scancycle) Mỗi vòng quét bắt đàu việc chuyển liệu từ cổng vào số tới vùng đệm ảo I, giai đoạn thực chương trình Trong vịng qt, chương trình thực từ lệnh đến lệnh kết thúc khối OB1 Sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo Q tới cổng số Vòng quét kết thúc giai đoạn xử lý u cầu truyền thơng (nếu có) kiểm tra trạng thái CPU Mỗi vịng qt mô tả sau: 10/130 Chú ý: Bộ đệm I Q không liên quan tới cổng vào/ra tương tự nên lệnh truy nhập cổng tương tự thực trực tiếp với cổng vật lý không thông qua đệm Thời gian cần thiết PLC thực vòng quét gọi thời gian vòng quét (Scan time) Thời gian vòng qt khơng cố định, tức khơng phải vịng qt thực khoảng thời gian Có vịng qt thực lâu, có vòng quét thực nhanh tuỳthuộc vào số lệnh chương trình thực hiện, vào khối lượng liệu truyền thơng Trong vịng qt Như việc đọc liệu từ đối tượngđể xử lý, tính tốn việc gửi tín hiệu điều khiển đến đối tượng có khoảngthời gian trễ thời gian vịng qt Nói cách khác, thời gian vịng qt định tính thời gian thực chương trình điều khiển PLC Thời gian vịng qt ngắn, tính thời gian thực chương trình cao Nếu sử dụng khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ khối OB40, OB80, Chương trình khối thực vịng qt xuất tín hiệu báo ngắt chủng loại Các khối chương trình thực vịng qt khơng phải bị gị ép phải giai đoạn thực chương trình Chẳng hạn tín hiệu báo ngẵt xuất PLC giai đoạn truyền thông kiểm tra nội bộ, PLC tạm dừng công việc truyền thông, kiểm tra, để thực ngắt vậy, thời gian vòng quét lớn có nhiều tín hiệu ngắt xuất vịng qt Do để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển, tuyệt đối khơng nênviết chương trình xử lý ngắt q dài lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt chương trình điều khiển Tại thời điểm thực lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà thông qua nhớ đệm cổng vùng nhớ tham số Việc truyền thông đêm ảo với ngoại vi giai đoạn hệ điều hành CPU quản lý Ở số modul CPU, gặp lệnh vào/ra hệ thống cho dừng công việc khác, chương trình xử lý ngắt, để thực với cổng vào/ra 11/130 Ưu nhược điểm PLC công nghiệp Đặc điểm hệ thống điều khiển dùng Rơle - Tốn nhiều dây dẫn - Thay phức tạp - Cần công nhân sửa chữa tay nghề cao - Công suất tiêu thụ lớn - Thời gian sửa chữa lâu - Khó cập nhật sơ đồ nên gây khó khăn cho cơng tác bảo trì thay Tóm lại: Ở hệ thống relay cũ để điều khiển đóng ngắt thiết bị sau thực thi tác vụ theo khoảng thời gian xác định, hay dùng Timer Controller, đếm kiện, sản phẩm,… dùng Counter Controller số khí hay hiển thị Led đoạn, LCD… giá trị cài đặt thao tác controller này, vấn đề bắt đầu phức tạp dần hệ thống cần nhiều timer hay counter riêng lẻ phải phối hợp có hệ thống tác vụ liên tục khơng có tính lặp lại, lúc tủ điều khiển ta bắt đầu tải số lượng controller, dây nối điều khiển, cable nguồn bắt đầu tăng lên hệ thống cần thay đổi tham số trình điều khiển tốn nhiều công sức để thiết lập Timer hay Counter Quá phức tạp Chúng ta chưa tính đến khả lão hố thiết bị, tính xác từ từ theo thời gian, chưa tính đến khả hư hỏng tức thời số lượng thiết bị tiều tốn nhiều tiền chi cho việc chuẩn đoán thay cịn chưa tính đến số thời gian vơ ích ngừng hệ thống khơng vận hành sản xuất được, có lẽ kiện nêu hồn tồn với cơng thức: “Xác suất số lần hỏng hóc tăng tỷ lệ thuận với tổng số thiết bị có tham gia trình điều khiển” Đặc điểm hệ thống điều khiển dùng PLC Sự đời hệ điều khiển PLC làm thay đổi hẳn hệ thống điều khiển quan niệm thiết kế chúng, hệ điều khiển dùng PLC có nhiều ưu điểm sau: - Giảm 80% số lượng dây nối - Công suất tiêu thụ PLC thấp 12/130 - Có chức tự chuẩn đốn giúp cho cơng tác sửa chữa nhanh chóng dễ dàng - Chức điều khiển thay đổi dễ dàng thiết bị lập trình (máy tính, hình) mà khơng cần thay đổi phần cứng khơng có u cầu thêm bớt thiết bị vào, - Số lượng rơle timer nhiều so với hệ điều khiển cổ điển - Số lượng tiếp điểm chương trình sử dụng khơng hạn chế - Thời gian hồn thành chu trình điều khiển nhanh (vài ms) dẫn đến tăng cao tốc độ sản xuất - Chương trình điều khiển in giấy vài phút giúp thuận tiện cho vấn đề bảo trì sửa chữa hệ thống - Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học - Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa - Dung lượng nhớ lớn để chứa chương trình phức tạp - Hồn tồn tin cậy mơi trường cơng nghiệp - Giao tiếp với thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, Modul mở rộng - Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ - Giá cạnh tranh Đặc trưng PLC khả lập trình được, số IP dải quy định cho phép PLC hoạt động môi trường khắc nghiệt công nghiệp, yếu tố bền vững thích nghi, độ tin cậy, tỉ lệ hư hỏng thấp, thay hiệu chỉnh chương trình dễ dàng, khả nâng cấp thiết bị ngoại vi hay mở rộng số lượng đầu vào nhập đầu xuất đáp ứng tuỳ nghi khả xem tiêu chí cho nghĩ đến thiết kế phần điều khiển trung tâm cho hệ thống hoạt động tự động Ứng dụng PLC công nghiệp Từ ưu điểm nêu trên, PLC ứng dụng nhiều lĩnh vực khác công nghiệp như: - Hệ thống nâng vận chuyển 13/130 - Dây chuyền đóng gói - Các robot lắp giáp sản phẩm - Điều khiển bơm - Dây chuyền xử lý hố học - Cơng nghệ sản xuất giấy - Dây chuyền sản xuất thuỷ tinh - Sản xuất xi măng - Công nghệ chế biến thực phẩm - Dây chuyền chế tạo linh kiện bán dẫn - Dây chuyền lắp giáp Tivi - Điều khiển hệ thống đèn giao thông - Quản lý tự động bãi đậu xe - Hệ thống báo động - Dây chuyền may công nghiệp - Điều khiển thang máy - Dây chuyền sản xuất xe ôtô - Sản xuất vi mạch - Kiểm tra trình sản xuất 14/130 Phân loại Về hình dạng Có hai kiểu cấu thơng dụng với hệ thống PLC kiểu hộp đơn kiểu modul nối ghép Kiểu hộp đơn thường sử dụng cho thiết bị điều khiển lập trình cỡ nhỏ cung cấp dạng nguyên hoàn chỉnh Kiểu modul ghép nối: gồm nhiều modul riêng cho nguồn, CPU, cổng vào/ra lắp ray Kiểu sử dụng cho thiết bị lập trình kích cỡ Về số lượng đầu vào/ra Căn vào số lượng đầu vào/ ra, ta phân PLC thành bốn loại sau: - Micro PLC loại có 32 kênh vào/ - PLC nhỏ có đến 256 kênh vào/ - PLC trung bình có đến 1024 kênh vào/ - PLC cỡ lớn có 1024 kênh vào/ra Các micro – PLC thường có 32 đầu vào/ra Trên hình 1.2 ví dụ micro PLC họ T100MD-1616 hãng Triangle Research International sản xuất Cấu tạo tương đối đơn giản tồn phận tích hợp bảng mạch có kích thước nhỏ gọn Micro – PLC có cấu tạo gồm tất phận xử lý tín hiệu, nguồn, kênh vào/ra khối Các Micro – PLC có ưu điểm PLC nhỏ giá thành rẻ, dễ lắp đặt Một loại micro PLC khác DL05 hãng Koyo, loại có 30 kênh vào/ 15/130 Một loại micro-PLC khác loại xê ri 90 Fanuc Loại có kênh vào kênh PLC loại nhỏ có đến 256 đầu vào/ra Trên hình 1.5 PLC hãng OMRON loại ZEN – 10C Loại PLC có 34 kênh vào/ gồm: kênh vào kênh mơ đun CPU, cịn lại mơ đun vào/ ra, với kênh vào kênh cho mơ đun 16/130 Hãng Siemens có PLC loại nhỏ S5-90U, S5-95U, S5-100U (hình 1.6), S7 – 200 loại PLC loại nhỏ, có số lượng kênh vào/ nhỏ 256 Cấu tạo PLC loại nhỏ tương tự cấu tạo PLC loại trung bình, dạng mơ đun Điểm khác biệt dung lượng nhớ, số lượng kênh vào/ mô đun khác độlớn tốc độ xử lý thông tin khác PLC Siemens dùng rộng rãi hầu có cơng nghiệp phát triển Các PLC trung bình có dến 1024 đầu vào/ra Loại CJ1M Omron hình 1.8 có 320 kênh vào/ Loại PLC CQM1 hay CQMIH Omron hình có 512 kênh vào 17/130 Hãng Siemens có số xê ri S7-200 cácloại PLC hạng trung bình Số lượng kênh vào/ra S-300 khoảng từ 256 đến 1024 Các PLC loại lớn có nhiều 1024 đầu vào/ra Loại có tốc độ xử lý cao, dung lượng nhớ lớn thường dùng điều khiển hệ thống thiết bị cơng nghệ phức tạp Hãng Omron có PLC loai CJ1 hình 1.10, loại có tới 1280 kênh vào/ loại CJ1H có tới 2560 kênh vào/ra Hãng Omron cịn có loai CS1 hình, loại PLC cỡ lớn với 5120 kênh vào/ 18/130 ... ra, ta phân PLC thành bốn loại sau: - Micro PLC loại có 32 kênh vào/ - PLC nhỏ có đến 256 kênh vào/ - PLC trung bình có đến 1024 kênh vào/ - PLC cỡ lớn có 1024 kênh vào/ra Các micro – PLC thường... Micro – PLC có ưu điểm PLC nhỏ giá thành rẻ, dễ lắp đặt Một loại micro PLC khác DL05 hãng Koyo, loại có 30 kênh vào/ 15/130 Một loại micro -PLC khác loại xê ri 90 Fanuc Loại có kênh vào kênh PLC loại... nhớ PLC Đối với PLC lớn thường lập trình máy tính nhằm hỗ trợ cho việc viết, đọc kiểm tra chương trình Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458,… Trong hệ thống điều khiển PLC