đơn vị xử lý trung tâm
CPU thực hiện chức năng điều khiển các hoạt động bên trong PLC. Bộ vi xử lý sẽ đọc và kiểm tra ch−ơng trình đ−ợc chứa trong bộ nhớ, sau đĩ sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong ch−ơng trình, chuyển tác động hay ngắt các đầu ra. Các trạng thái đầu ra đĩ đ−ợc đ−a tới các thiết bị thừa hành. Tồn bộ các hoạt động thực thi đĩ đều phụ thuộc vào ch−ơng trình điều khiển lập trình sẵn, l−u trữ trong bộ nhớ.
Hệ thống Bus
Hệ thống Bus là hệ thống đ−ờng dây thơng tin để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đ−ờng tín hiệu song song.
Adress Bus: Bus địa chỉ dùng để truyền địa chỉ tới các Mơ đuyn khác nhau.
Data Bus: Bus dùng để truyền dữ liệu.
Control Bus: Bus điều khiển dùng để truyền các tín hiệu định thờivà điều khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC.
Trong PLC các số liệu đ−ợc trao đổi giữa bộ vi xử lý và các Mơ dun vào/ra thơng qua Data Bus. Bus địa chỉ và Bus dữ liệu gồm 8 đ−ờng, ở cùng thời điểm cho phép truyền 8 bít của 1 byte một cách đồng thời hay song song.
Nếu một mơ đun đầu vào nhận đ−ợc địa chỉ của nĩ trên Bus địa chỉ, nĩ sẽ chuyển tất cả trạng thái đầu vào của nĩ đến Bus dữ liệu. Nếu một địa chỉ byte của 8 đầu ra xuất hiện trên Bus địa chỉ, mơ đun đầu ra t−ơng ứng sẽ nhận đ−ợc dữ liệu từ Bus dữ liệu. Bus điêu khiển sẽ chuyển các tín hiệu điều khiển tới phần trong PLC. Các số liệu và địa chỉ đ−ợc chuyển lên các Bus t−ơng ứng trong thời gian nhất định.
+ Hệ thống Bus sẽ làm nhiệm vụ trao đổi thơng tin gi−a CPU, bộ nhớ và I/O. Bên cạnh đĩ CPU đ−ợc cung cấp một xung đồng hồ cĩ tần số từ 1 8 MHz. Xung này quyết định hoat động của PLC và cung cấp yếu tố về định thời, đồng hồ của hệ thống.
+ Bộ nhớ
Bộ nhớ PLC dùng để l−u giữ ch−ơng trình và giữ liệu trong khoảng thời gian nhất định. Mỗi lệnh của ch−ơng trình cĩ một vị trí riêng trong bộ nhớ, tất cả mọi vị trí trong bộ nhớ đều đ−ợc địa chỉ hố.
Bộ nhớ bên trong PLC đ−ợc tạo bởi các vi mạch bán dẫn, mỗi vi mạch cĩ khả năng chứa 2.000 16000 dịng lệnh tuỳ theo loại vi mạch. Trong PLC các bộ nhớ RAM, EPROM đều đ−ợc sử dụng.
RAM (Random Access Memory) cĩ thể nạp ch−ơng trình, thay đổi hay xố bỏ nội dung bất kỳ lúc nào. Nội dung RAM sẽ bị mất nếu nguồn điện nuơi bị mất. để tránh tình trạng này các PLC đ−ợc trang bị một pin khơ, cĩ khả năng cung cấp năng l−ợng dự trữ cho RAM từ vài tháng tới một năm. Trong thực tế RAM dùng để khởi tạo và kiểm tra ch−ơng trình. Khuynh h−ớng hiện nay dùng CMOSRAM nhờ khả năng tiêu thụ thấp và tuổi thọ lớn.
EPROM (Electrically programable read only memory) là bộ nhớ mà ng−ời sử dụng bình th−ờng chỉ cĩ thể đọc chứ khơng ghi nội dung vào đ−ợc nội dung của EPROM khơng bị mất khi mất nguồn, nĩ đ−ợc gắn sẵn trong máy, đã đ−ợc nhà sản xuất nạp và chứa sẵn hệ điều hành. Nếu ng−ời sử dụng khơng muốn mở rộng bộ nhớ ngồi thì cĩ thể sử dụng thêm EPROM gắn bên trong PLC. Trên PG (programer) cĩ sẵn ghi xố EPROM.
Mơi tr−ờng ghi dữ liệu thứ ba là đĩa cứng hoăc đĩa mềm, đ−ợc sử dụng trong máy lập trình, đĩa cứng hoặc đĩa mềm cĩ dung l−ợng lớn lên th−ờng dùng để l−u các ch−ơng trình lớn trong thời gian lâu dài.
Kích th−ớc bộ nhớ:
Các PLC loại nhỏ cĩ thể chứa 300 1.000 dịng lệnh tuỳ vào cơng nghệ chế tạo.
Các PLC lớn cĩ kích th−ớc từ 1K 1K, cĩ khả năng chứa 2.000 16.000 dịng lệnh.
Ngồi ra, các PLC thơng th−ờng đều cho phép gắn thêm bộ nhớ mở rộng nh− RAM, EPROM.
Các tín hiệu điều khiển từ bộ cảm biến hoặc phím điều khiển th−ờng đ−ợc ghép nối với các cổng vào ( các mơđun đầu vào), các cơ cấu chấp hành đ−ợc ghép nối với cổng ra (các mơ đun đầu ra) của PLC.
Hầu hết các PLC cĩ điện áp hoạt động bên trong là 5Vdc, tín hiệu xử lý là12/24 Vdc hoặc 110/240 VAC.
Mỗi cổng vào/ ra (I/O) cĩ duy nhất một địa chỉ, trạng thái của các kênh vào ra (I/O) đ−ợc hiển thị bởi các đèn LED, điều này làm cho việc kiểm tra hoạt động xuất nhập trở lên dễ dàng và đơn giản.
Bộ xử lý đọc và xác định các trạng thái đầu vào (on/off) để thực hiện đĩng hay ngắt mạch ở đầu ra theo ch−ơng trình định sẵn.
3.1.3. Các hoạt động xử lý bên trong PLC 1. Xử lý ch−ơng trình 1. Xử lý ch−ơng trình
Khi một ch−ơng trình đ−ợc nạp vào PLC các lệnh đ−ợc địa chỉ hố trong bộ nhớ PLC cĩ bộ đếm địa chỉ ở bên trong bộ vi xử lý thực hiện một cách tuần tự từng lệnh một, từ đầu đến cuối ch−ơng trình. Mỗi lần thực hiện từ đầu đến cuối đ−ợc gọi là một chu kỳ thực hiện. Thời gian thực hiện một ch−ơng trình tuỳ thuộc vào tốc độ xử lý của CPU và độ lớn ch−ơng trình. Một ch−ơng trình thực hiện gồm 3 giai đoạn nối tiếp nhau:
Đầu tiên bộ vi xử lý đọc tất cả trạng thái đầu vào, phần ch−ơng trình phục vụ cơng việc này cĩ sẵn trong PLC và đ−ợc gọi là hệ điều hành.
Tiếp theo, bộ vi xử lý sẽ đọc và xử lý tuần tự từng lệnh một trong ch−ơng trình. Trong ghi đọc và xử lý các lệnh bộ vi xử lý sẽ đọc trạng thái đầu vào thực.
Cuối cùng bộ vi xử lý sẽ gắn các trạng thái mới cho các đầu ra tại các mơ đun đầu ra.