4. Phương pháp nghiên cứu
3.9.2 Cấu trúc và nguyên lý hoạt ựộng của PLC
Cấu trúc phần cứng của PLC gồm: - Modul nguồn cung cấp.
- Bộ xử lý trung tâm CPU. - Bộ nhớ chương trình. - Modul vào.
- Modul ra.
- Các modul mở rộng - Modul giao diện.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 57 CPU 220V Nguăn nẽng l−ĩng Mẻ réng ệ−ĩc Mộn hừnh ậẵu vộo cã lảc Bé nhắ ch−ểng trừnh ậẵu ra khuạch ệỰi MỰch phèi ghĐp Chục nẽng phô Ray dÉn nguăn 24V
BUS luăng liến lỰc
Hình 3.14. Cấu trúc phần cứng của PLC.
a. Modul nguồn cung cấp.
đây là bộ nguồn có dải ựiện áp vào rất rộng (85-265 VAC). Nó tạo nguồn cung cấp chuẩn 24VDC cho tất cả các modul của PLC.
b. CPU.
* Nhiệm vụ và cấu tạo.
Thực hiện các nhiệm vụ ựiều khiển trung tâm. Thành phần của CPU gồm:
- Một bộ xử lý.
- Một bộ nhớ trong (RAM).
- Thanh ghi, cờ, các bộ thời gian, bộ ựếm.
- Khối chức năng tiêu chuẩn (phục vụ hoạt ựộng của hệ thống như nhân, chia, mã hoá...)
- Chỗ chứa bộ nhớ phụ.
- Cổng cho lập trình, khối giao tiếp hoặc BUS của mạng LAN nối vào PLC.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 58 Các thông tin lưu giữ trong bộ nhớ chương trình ựược gọi lên tuần tự vì ựã ựược ựiều khiển và kiểm soát bởi bộ ựếm chương trình do ựơn vị xử lý trung tâm khống chế. Bộ xử lý liên kết các tắn hiệu cá lẻ lại với nhau theo quy ựịnh và từ ựó rút ra kết quả là các lệnh cho ựầu ra.
c. Bộ nhớ chương trình, bộ nhớ trong của PLC.
đó là nơi lưu giữ chương trình quyết ựịnh hoạt ựộng của hệ thống ựiều khiển. Trong bộ nhớ chương trình các lệnh ựược ghi tuần tự theo ựịa chỉ riêng. Bộ nhớ chương trình của PLC thường là RAM. Với RAM này ta có thể nạp, ghi, hoặc xoá chương trình bất kỳ lúc nào. Tuy nhiên khi mất nguồn nuôi thì nội dung của RAM cũng bị mất, do ựó người ta phải lắp vào PLC các pin khô làm nguồn nuôi dự trữ . Người ta cũng ựã thiết kế bộ nhớ thành các modul ựể cho phép dễ dàng thắch nghi với các chức năng ựiều khiển có kắch cỡ khác nhau.
d. Modul ựầu vào.
Có chức năng chuẩn bị các tắn hiệu bên ngoài ựể chuyển vào trong PLC, nó chứa các bộ lọc và bộ thắch ứng mức năng lượng, ựược thiết kế ựể có thể nhận ựược nhiều ựầu vào. Các ựầu vào ựược trang bị ựèn LED ựể việc quan sát dễ dàng hơn.
e. Modul ựầu ra.
Có cấu tạo tương tự modul vào. Nó gửi thẳng các thông tin ựầu ra ựến các phần tử kắch họat của các máy làm việc. Các ựầu ra cũng ựược trang bị ựèn LED ựể việc quan sát dễ dàng hơn.
f. Modul giao diện.
Dùng ựể nối bộ PLC với các thiết bị bên ngoài như: Màn hình LCD, thiết bị lập trình...
g. Modul mở rộng.
- Modul ựếm: được sử dụng ựể trợ giúp những bộ ựếm trong CPU. Modul ựếm có khả năng ựếm thuận, nghịch.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 59 - Modul thời gian.
h. Những thông số kỹ thuật căn bản của PLC.
- Nguồn cung cấp.
- Thời gian xử lý 1 Kbyte lệnh. - Dung lượng bộ nhớ .
- Số lượng bộ ựếm, bộ thời gian, cờ. - Phần cứng ựồng hồ ựếm thời gian. - Số ựầu vào, ra (số và tương tự).
- Mức ựiện áp, dòng ựiện cho ựầu vào ,ra. - Khả năng mở rộng.
- Khả năng ghép nối với các thiết bị ngoại vi. - Bộ lập trình PG.
i. Các bit ựầu vào trong PLC và các tắn hiệu bên ngoài.
Các bit trong PLC phản ánh trạng thái ựóng mở của công tắc ựiện bên ngoài như hình trên.Khi trạng thái khoá ựầu vào thay ựổi (ựóng/mở), trạng thái các bit tương ứng cũng thay ựổi tương ứng (1/0). Các bit trong PLC ựược tổ chức thành từng Word. Ở hình trên các khoá ựầu vào ựược nối tương ứng với word 000.
Hình 3.15. Các bit ựầu vào trong PLC và các tắn hiệu bên ngoài.
00015 0 1 0 0 0 00001 00000 +V Các bit bên trong PLC phản ánh trạng thái ựóng mở công tắc ựiện bên ngoài
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 60
j. Các bit ựầu ra trong PLC và các tắn hiệu bên ngoài.
Hình 3.16. Các bit ựầu ra trong PLC và các tắn hiệu bên ngoài.
Các bit của Word từ 01000ọ01015 sẽ ựiều khiển bật tắt ựèn tương ứng với trạng thái 1 hoặc 0 của nó.