giới thiệu về bộ lập trình plc 4.1 Giới thiệu chung về các bộ điều khiển khả trình PLC
4.1.1 Đặc điểm chung của các bộ điều khiển khả trình
Nhu cầu về một bộ điều khiển dễ sử dụng, linh hoạt có giá thành thấp đã thúc đẩy sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (programmable - Control systems) hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay các quá trình công nghiệp. Trong bối cảnh đó, bộ điều khiển lập trình (PLC - programmable logic controler) đ−ợc thiết kế nhằm thay thế ph−ơng pháp điều khiển truyền thống dùng rơle, công tắc tơ và các thiết bị rời cồng kềnh, và nó tạo ra khả năng điều khiển các thiết bị một cách dễ dàng, linh hoạt dựa trên việc lập trình tập lệnh cơ bản. Ngoài ra, PLC có thể thực hiện các tác vụ khác nh− là định thời gian, đến, .v.v... làm tăng khả năng điều khiển cho những hoạt động phức tạp ngay cả với PLC loại nhỏ nhất.
PLC làm việc theo kiểu vòng quét, quá trình đọc các đầu vào thực hiện ch−ơng trình và đ−a các tín hiệu đầu ra gọi quét. Thời gian quét là quá trình liên
Mạch giao tiếp và cảm biến Mạch công suất và cơ cấu tác động Bộ nhớ ch−ơng trình Khối ngõ vào Bộ nhớ dữ liệu Khối điều khiển trung tâm Khối ngõ ra Nguồn cấp điện
Hình IV . 1 Sơ đồ khối bên trong PLC
Panel lập trình
tục và tuần tự đọc đầu vào, đánh giá và quyết định logic điều khiển và đ−a tín hiệu ra.
Hình IV.1. Sơ đồ vòng quét của PLC
Thời gian cần thiết cho một lần quét thay đổi từ 1ms đến 30ms. Thời gian quét phụ thuộc vào độ dài của ch−ơng trình ứng dụng. Việc sử dụng các hệ thống I/O từ xa sẽ làm tăng thời gian quét do phải truyền tín hiệu từ các đầu I/O đến các hệ thống xa. Ngoài ra thời gian quét còn phụ thuộc vào tốc độ xử lý của PLC.
Hình IV.1 mô tả cấu trúc bên trong của PLC, hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả các trạng thái tín hiệu ở ngõ vào, đ−a về từ quá trình điều khiển, thực hiện logic đ−ợc lập trình trong ch−ơng trình và kích ra tín hiệu điều khiển ở các đầu ra cho thiết bị bên ngoài t−ơng ứng. Với các mạch giao tiếp chuẩn ở khối vào khối ra PLC cho phép nó kết nối trực tiếp với những cơ cấu tác động (actuators) có công suất nhỏ ở các cổng ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu (trasducers) ở các cổng vào, mà không cần có các mạch giao tiếp các rơle trung gian. Tuy nhiên, cần phải có các mạch điện tử công suất trung gian khi PLC điều khiển những thiết bị có công suất lớn.
Giao tiếp Đọc đầu vào Tính toán logic Gửi kết/quả ở đầu ra
Việc sử dụng PLC cho phép chúng ta hiệu chỉnh hệ thống điều khiển mà không cần có sự thay đổi nào về mặt kết nối dây; sự thay đổi chỉ là thay đổi ch−ơng trình điều khiển trong bộ nhớ thông qua các thiết bị lập trình thông dụng. Hơn nữa, chúng còn có −u điểm là thời gian lắp đặt và đ−a vào hoạt động nhanh hơn so với những hệ thống điều khiển truyền thống đòi hỏi phải thực hiện việc nối dây phức tạp giữa các thiết bị rời.
Về phần cứng, PLC t−ơng tự nh− một máy tính, chúng có các đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển công nghiệp nh− :
- Khả năng chống nhiễu tốt.
- Cấu trúc dạng modul cho phép dễ dàng ghép nối và thay thế, tăng khả năng( nối thêm modul mở rộng vào ra) thêm chức năng( nối thêm các modul chuyên dùng).
- Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở cổng ra và cổng vào đ−ợc chuẩn hoá.
- Thực hiện đ−ợc các logic điều khiển phức tạp mà các hệ thống điều khiển rơle, công tắc tơ không thể thực hiện đ−ợc.
Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng :LADDER, STL, FUCTIONCHART, dễ hiểu và sử dụng.
Thay đổi ch−ơng trình điều khiển một cách dễ dàng bằng các thiết bị lập trình chuyên dụng hoặc máy tính.
Với những đặc điểm trên đây làm cho PLC trở thành một thiết bị điều khiển không thể thiếu trong điều khiển công nghiệp và điều khiển quá trình.