PLC (Programmable Logic Controllers) là những bộ điều khiển khả trình cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số. Nhƣ vậy với chƣơng trình điều khiển trong mình, PLC trở thành bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trƣờng xung quanh (với các PLC khác hoặc với PC). PLC theo dõi các trạng thái ngõ vào/ra, đƣa ra các quyết định theo chƣơng trình cài đặt sẵn và xuất các tín hiệu điều khiển ra ngõ ra để tự động hóa quá trình hay máy móc. Vì vậy PLC đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp cũng nhƣ thƣơng mại.
Trong hệ thống điều khiển PLC các phần tử nhận tín hiệu nhƣ: Chuyển mạch, nút ấn, cảm biến,... đƣợc nối với đầu vào của thiết bị PLC. Các phần tử chấp hành nhƣ đèn báo, rơ le, công tắc tơ,... đƣợc nối đến đầu ra của PLC tại các đầu nối
Chƣơng trình điều khiển PLC đƣợc soạn thảo dƣới các dạng cơ bản sẽ đƣợc nạp vào bộ nhớ bên trong PLC, sau đó tự động thực hiện tuần theo một chuỗi lện điều khiển đƣợc xác định trƣớc.
Khả năng truyền dữ liệu trong hệ thống rất rộng, thích hợp cho hệ thống xử lý và cũng linh động trong các hệ thống phân phối.
Một cách tổng quát có thể nói hệ thống điều khiển PLC là tập hợp các thiết bị và linh kiện điện tử. Để đảm bảo tính ổn định, chính xác, an toàn,... trong quá trình sản xuất, các thiết bị này bao gồm nhiều chủng loại, hình dạng khác nhau với công suất từ rất nhỏ đến rất lớn. Do tốc độ phát triển quá nhanh của công nghệ và để đáp ứng đƣợc yêu cầu điều khiển phức tạp nên hệ thống ddieuf khiển phải có tính tự động hóa cao. Yêu cầu này có thể thực hiện đƣợc bằng hệ lập trình có nhớ PLC kết hợp với máy tính, ngoài ra còn cần có các thiết bị ngoại vi khác nhƣ: Bảng điều khiển, động cơ, cảm biến, công tăc tơ,...
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Đồ án tốt nghiệp 113
Thiết bị điều khiển lập trình PLC bao gồm khối xử lý trung tâm (CPU) trong đó có chứa chƣơng trình điều khiển và các Modul giao tiếp vào/ra có nhiệm vụ liên kết trực tiếp đến các thiết bị vào/ra. Cấu trúc phần cứng của PLC nhƣ hình 2.1
Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc phần cứng của PLC
Khối xử lý trung tâm
Là một vi xử lý điều khiển tất cả các hoạt động của PLC nhƣ thực hiện chƣơng trình, xử lý vào/ra và truyền thông với các thiết bị bên ngoài.
Bộ nhớ chương trình
Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau dùng để chứa chƣơng trình điều khiển của hệ thống, là phần mềm điều khiển các hoạt động của hệ thống, sơ đồ LAD, trị số của Timer, Couter chứa trong vùng nhớ ứng dụng, tùy theo yêu cầu mà ngƣời dùng có thể chọn các bộ nhớ khác nhau nhƣ: ROM, RAM, EPROM và EEPROM,…
Bộ đệm vào/ra:
Mức độ thông minh của một hệ thống điều khiển phụ thuộc chủ yếu vào khả năng của PLC để đọc đƣợc các dữ liệu khác nhau từ cảm biến cũng nhƣ các thiết bị nhập bằng tay.
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Đồ án tốt nghiệp 114
Tiêu biểu cho các thiết bị bằng tay nhƣ: Nút ấn, bàn phím và chuyển mạch. Mặt khác, để đo, kiểm tra chuyển động, áp suất, lƣu lƣợng chất lỏng,… PLC phải nhận các tín hiệu từ cảm biến, tín hiệu đƣa vào có thể là tín hiệu số (digital) hoặc tín hiệu tƣơng tự (anolog), các tín hiệu này đƣợc giao tiếp với PLC thông qua các Modul nhận tín hiệu vào khác nhau DI (Digital Input) hoặc AI (Analog Input),…