Khái niệm cơ bản PLC là gì

• Phân biệt đợc một số loại PLC và các thiết bị lập trình, các thiết bị trong hệ thống điều khiển • Biết đợc khả năng làm việc của PLC, u điểm khi sử dụng PLC B.. Các bộ điều khiển chơng

PLC01-1

PLC là gì ?

A Mục đích yêu cầu

• Năm đợc các định nghĩa về PLC và hệ thống điều khiển

• Phân biệt đợc một số loại PLC và các thiết bị lập trình, các thiết bị trong

hệ thống điều khiển

• Biết đợc khả năng làm việc của PLC, u điểm khi sử dụng PLC

B Chuẩn bi :

• Một số loại PLC hiện có - OMRON, PLC, SIEMENS, DELTA, ABB

• Modul đào tạo PLC tối thiểu, Hoặc modul đầy đủ

• Các mô hình nếu có Các thiết bị của hệ điều khiển

• Thết bị lập trình cho PLC, Cáp ghép nối, bộ lập trình cầm tay

• Máy tính và phần mềm lập trình

C Lý thuyết :

Các bộ điều khiển chơng trình hoá

Trong quá trình sản xuất thì hiệu quả của sản xuất là chìa khoá của thành công Hiệu quả của quá trình sản xuất thể hiện ở các yếu tố rất rộng nh :

• Tốc đô sản xuát ra một sản phẩm của thiết bị và dây chuyền phải nhanh

• Giá nhân công và vật liệu làm ra phải hạ

• Chất lợng sản phẩm phải cao và ít phế phẩm

• Thời gian chết của máy móc là tối thiểu

Các bộ điều khiển chơng trình hoá PLC đáp úng đợc hầu hết các yêu cầu trên và

nh là yếu tố chính trong việc nâng cao hơn na hiệu quả của sản xuất Trớc đây việc tự động hoá chỉ đợc áp dụng trong các sản xuất hàng loạt năng suất cao Ngày nay cần thiết phải tự động hoá cả trong sản xuất các loại hàng hoá khác nhau nhằm nâng cao năng xuất và giảm vốn đầu t cho thiết bịvà xí nghiệp

Các hệ thống sản xuất linh hoạt ngày nay đáp ứng đợc các yêu cầu này Hệ thống bao gồm các thiết bị nh các máy điều khiển số CNC, Robot công nghiệp, dây chuyền tự động Bạn có thẻ tìm thấy rất nhiều các ứng dụng của bộ điều khiển lập trình PLC trong các hệ thống tự động đó

Quá trình phát triển TĐH :

Trớc khi có các bộ điều khiển chơng trình hoá, trong sản xuất đã sử dụng nhiều phần tử điều khiển nh các trục Cam, các bộ khống chế hình trống, Khi suất hiện Rele điền từ thì panel điều kkhiển bằng Rele đã trở thành chủ đạo trong điều khiển Khi Transitor ra đời nó đợc áp dụng ngay ở nh nơi mà rele điện từ không

đáp ứng đợc những yêu cầu điều khiển cao

Ngày nay lĩnh vực điều khiển đợc mở rộng đến cả quá trình sản xuất phức tạp,

đến các hệ điều khiển tổng thể, hệ điều khiển kiểm tra tập trung hoá

Hệ điều khiển Logic thông thờng không thể đáp ứng đợc các yêu cầu phát triển Các bộ điều khiển chơng trình hoá PLC và máy tính đã trở nên cần thiết

I Các định nghĩa về PLC :

1 PLC là chữ viết tắt của chữ tiếng Anh Programmable Logic Controller nghĩa là bộ Điều khiển Logic Lập trình đợc

2 PLC là thiết bị điều khiển Có cấu trúc máy tính bao gồm bộ sử lý trung tâm CPU, Bộ nhớ ROM, Bộ nhớ RAM, dùng để nhớ chơng trình ứng dụng, và các cổng Vào/ Ra - INPUT/ OUTPUT

( Hinh 1-1) Cấu trúc PLC

CPU

Bộ đệm vào Bộ đệm ra

3 Vị trí của PLC trong hệ thống đIều khiển:

Hệ điều khiển truyền thống:

Hình 1-2 Hệ điều khiển truyền thống gồm các khối :

Khối đầu vào :

• Gồm các nút điều khiển

• Các công tắc

• Các công tắc hành trình đặt tại máy

• Các cảm biến đo lờng đặt tại dây chuyền sản xuất

Khối điều khiển gồm các phần tử :

• Các loaị Re le

• Các bộ đếm thời gian

• Các bộ đếm

• Các bộ so sánh

• Các bản mạch điện tử

Khối đầu ra gồm :

• Các loại động cơ

• Các loại van

• Các thiết bị gia nhiệt

• Các thiết bị chỉ thị…

Hệ điều khiển dùng PLC

Bộ điều khiển bằng PLC

Nút ấn

Công tắc

CT hanh trinh

Cảm biến

Đông cơ

Van

Gia nhiệt

Hea ter

Hien thi

Chương trình ứng dụng

Nút ấn

Công tắc

CT hanh trinh

Cảm biến

Rele

TIM Re le Tgian

Bộ đếm

CNT >= So sánh

Bản mạch

điện tử

Đông cơ

Van Gia nhiệt

Heater

Hình 1-3 Hệ điều khiển dùng PLC :

Khối đầu vào tơng tự hệ điều khiển truyền thống

Khối đầu ra tơng tự hệ điều khiển truyền thống

Khối điều khiển đợc thay bằng thiết bị điều khiển PLC kèm theo đó là một

ch-ơng trình ứng dụng, đợc lập trình dới dạng giản đồ thang nh hình vẽ

II Khả năng của PLC :

• Chức năng điều khiển re le

• Thời gian, đếm

• Thay cho các Panel đIều khiển và các mạch in

• Điều khiển Tự động, bán tự động , bằng tay các máy và các quá trình

2 Điều khiển liên tục :

• Thực hiện các phép toán số học và logic

• Điều khiển liên tục nhiệt độ áp suất lu lợng…

• Điều khiển PID, FUZY

• Điều khiển động cơ chấp hành, động cơ bớc

• Điều khiển biến tần…

• Khối đầu vào thêm các khâu cảm biến Tơng tự ( Analog); Chiết áp,.vv

• Khối đầu ra có thêm các thiết bị tơng tự nh biến tần, động cơ SERVO,

Động cơ bớc…

• Khối điều khiển thêm các khâu biến đổi A/D, D/A…

3 Điều khiển tổng thể :

• Điều hành quá trình và Báo động

• Ghép nối máy tính

• Ghép nối mạng tự động hoá

• Điều khiển tổng thể quá trình - Nghĩa là điều khiển một quá trình trong mối liên hệ với các quá trình khác

• Tín hiệu vào và ra còn có thêm thông tin

III Các u điểm khi sử dụng PLC:

1 Thời gian lắp đặt công trình ngắn hơn

2 Dễ thay đổi mà không gây tổn thất

3 Có thể tính chính xác đợc giá thành

4 Cần ít thời gian huấn luyện

5 Dễ thay đổi thiết kế nhờ phần mềm

6 ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng

7 Dễ bảo trì bảo hành nhờ :

• Khả năng tín hiệu hoá

• Khả năng lu giữ mã lỗi

• Khả năng truyền thông

8 Độ tin cậy cao

9 Chuẩn hoá đợc thiết bị

10 Thích ứng trong môi trờng khắc nghiệt: Nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động…

IV Giới thiệu một số loại PLC và modul dạy PLC:

1 Một số loại PLC của SIEMENS :

H×nh 1-7 GhÐp nèi PLC víi m« ®un më réng

H×nh 1-8 GhÐp nèi m¹ng PLC

2 Mét sè lo¹i PLC CPM1 cña OMRON

CPM1A - 20CDR

Modul tối thiểu dùng đào tạo PLC

V Một số thiết bị đầu vào sử dụng trong thí nghiệm:

1 Một số loại cảm biến quang đầu ra ghép Transitor NPN

.

Sơ đồ ghép nối thiết bị đọc - Load với cảm biến :

3 Công tắc từ :

Cấu tạo nguyên lý bao gồm ống thuỷ tinh trong chứa khí trơ và một tiếp điểm th-ờng hở, Khi có nam châm N-S đến gần từ trth-ờng của nam châm sẽ hút và làm kín tiếp điểm

E Thực hành :

1 Phát biểu các định nghĩa về PLC, so sánh cấu trúc của PLC với cấu trúc của máy tính PC điểm giống và khác nhau

2 So sánh sự khác nhau giữa hệ điều khiển truyền thống và hệ điều khiển sử dụng PLC

3 Phân tích u điểm của hệ thống điều khiển sử dụng PLC

4 Phân biệt các loaị PLC, Và các thiết bị kèm theo

Công tắc từ

5 Giới thiệu và phân biệt các thiết bị đầu vào, đầu ra của hệ thống

điều khiển sử dụng PLC

6 Nêu một số ứng dụng của hệ điều khiển dùng PLC mà bạn đã biết

7 Sơ đồ nối cảm biến có đầu ra ghép Transitor NPN hoặc PNP với các thiết bị đọc, chiều dòng điện chạy qua transitor ?