5. Dự kiến kết quả
3.1.2. Cấu trỳc bờn trong của bộ PLC
Cấu trỳc cơ bản bờn trong của PLC bao gồm bộ xử lý trung tõm (CPU) chứa bộ vi xử lý hệ thống, bộ nhớ và mạch nhập/xuất tớn hiệu. CPU điều khiển và xử lý mọi hoạt động bờn trong của PLC. Bộ xử lý trung tõm đƣợc trang bị đồng hồ cú tần số trong khoảng từ 1 đến 8 MHz. Tần số này quyết định tốc độ vận hành của PLC, cung cấp chuẩn thời gian và đồng bộ húa tất cả cỏc thành phần của hệ thống. Thụng tin trong PLC đƣợc truyền dƣới dạng cỏc tớn hiệu số. Cỏc
64
đƣờng dẫn bờn trong truyền cỏc tớn hiệu số đƣợc gọi là Bus. CPU sử dụng bus dữ liệu để gửi dữ liệu giữa cỏc bộ phận, bus địa chỉ để gửi địa chỉ tới cỏc vị trớ truy cập dữ liệu đƣợc lƣu trữ và bus điều khiển dẫn tớn hiệu liờn quan đến cỏc hoạt động điều khiển nội bộ. Bus hệ thống đƣợc sử dụng để truyền thụng giữa cỏc cổng và thiết bị nhập/ xuất.
Cấu trỳc của PLC đƣợc minh họa nhƣ sơ đồ sau:
Hỡnh 3.2. Cấu trỳc bờn trong của bộ PLC
a. CPU
Cấu hỡnh CPU tựy thuộc vào bộ vi xử lý. Núi chung CPU cú:
+ Bộ thuật toỏn và logic (ALU) chịu trỏch nhiệm xử lý dữ liệu, thực hiện cỏc phộp toỏn số học và logớc.
+ Bộ nhớ cũn gọi là cỏc thanh ghi, bờn trong bộ vi xử lý, đƣợc sử dụng để lƣu trữ thụng tin liờn quan đến sự thực thi của chƣơng trỡnh.
+ Bộ điều khiển đƣợc sử dụng để điều khiển chuẩn thời gian của cỏc phộp toỏn.
Bus địa chỉ Bus điều khiển
Bus dữ liệu RAM chƯơng trình ngƯơì dùng ROM hệ thống RAM dữ liệu Thiết bị nhập/xuất CPU Nguồn Đôn g hồ Bộ đệm Khoá Bộ truyền động Khớp nối quang Giao diện bộ truyền động Các kênh nhập Các kênh xuất Bus hệ thống I/O Panel chƯơng trình
65
b. BUS
Bus là cỏc đƣờng dẫn dựng để truyền thụng tin bờn trong PLC. Thụng tin đƣợc truyền theo dạng nhị phõn, theo nhúm bớt, mỗi bớt là một số nhị phõn 1 hoặc 0, tƣơng tự cỏc trạng thỏi on/off của tớn hiệu nào đú. Hệ thống PLC gồm 4 loại bus nhƣ sau:
Bảng 3.1. Cỏc loại Bus trong hệ thống điều khiển PLC
STT Tờn Chức năng
1 Bus dữ liệu
Tải dữ liệu đƣợc sử dụng trong quỏ trỡnh xử lý của CPU. Bộ xử lý 8 bit cú 1 bus dữ liệu cú thể thực hiện cỏc phộp toỏn giữa cỏc số 8 bit và phõn phối cỏc kết quả theo giỏ trị 8 bớt.
2 Bus địa chỉ
Tải cỏc địa chỉ và vị trớ trong bộ nhớ. Mỗi từ cú thể đƣợc định vị trong bộ nhớ, mỗi vị trớ nhớ đƣợc gỏn một địa chỉ duy nhất sao cho dữ liệu đƣợc lƣu trữ ở vị trớ nhất định.
3 Bus điều khiển
Mang cỏc tớn hiệu đƣợc CPU sử dụng để điều khiển.
Vớ dụ: Thụng bỏo cho cỏc thiết bị nhớ nhận dữ liệu từ thiết bị nhập hoặc xuất dữ liệu và tải cỏc tớn hiệu chuẩn thời gian đƣợc dựng để đồng bộ húa cỏc hoạt động.
4 Bus hệ thống Truyền thụng giữa cỏc cổng nhập/xuất và cỏc thiết
bị nhập/xuất.
c. Bộ nhớ.
Trong hệ thống PLC cú nhiều loại bộ nhớ:
+ Bộ nhớ chỉ đọc ROM (Read only Memory): Cung cấp dung lƣợng lƣu trữ cho
66
+ Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiờn RAM (Random Access Memory): Là bộ nhớ truy
xuất ngẫu nhiờn. Dữ liệu lƣu trữ trờn bộ nhớ RAM sẽ bị xúa hết khi mất điện.Bộ nhớ RAM thƣờng hoạt động nhanh và dễ dàng nạp chƣơng trỡnh điều khiển ứng dụng cũng nhƣ cỏc dữ liệu. Một số bộ nhớ RAM sử dụng pin để lƣu nội dung nhớ khi mất điện.
+ Bộ nhớ EEPROM (Ellectrically Erasable Programable Read only Memory): Là bộ nhớ tĩnh cú khả năng ghi và xúa bằng cỏch lập trỡnh lại. EEPROM dựng để ghi chƣơng trỡnh ứng dụng.
Ngƣời dựng cú thể thay đổi chƣơng trỡnh và dữ liệu trong RAM. Tất cả cỏc PLC đều cú một lƣợng RAM nhất định để lƣu chƣơng trỡnh do ngƣời dựng cài đặt và dữ liệu chƣơng trỡnh. Tuy nhiờn, để trỏnh mất mỏt chƣơng trỡnh khi nguồn cụng suất bị ngắt, PLC sử dụng ắc quy hoặc pin để duy trỡ nội dung RAM trong một thời gian nhất định. Sau khi đƣợc cài đặt vào RAM chƣơng trỡnh cú thể đƣợc tải vào vi mạch của bộ nhớ EEPROM, thƣờng là module cú khúa nối với PLC, do đú chƣơng trỡnh trở thành vĩnh cửu. Ngoài ra cũn cú cỏc bộ đệm tạm thời lƣu trữ cỏc kờnh nhập/xuất (I/O).