II. CẤU TRÚC CỦA BỘ PLC
1. Nhập dữ liệu từ thiết bị
từ thiết bị ngoại vi vào bộ đệm 2. Thực hiện cỏc chương trỡnh Hỡnh 3.4:Chu trỡnh một vũng quột
Đầu tiờn cỏc thụng tin được lưu trong bộ nhớ chương trỡnh được gọi lờn tuần tự và được kiểm soỏt bởi bộ đếm chương trỡnh
Bộ xử lý liờn kết cỏc tớn hiệu chu kỳ thời gian này gọi là thời gian quột, thời gian vũng quột phụ thuộc tầm vúc của bộ nhớ, phụ thuộc vào tốc độ của CPU núi chung chu kỳ một vũng quột là:
Sự thao tỏc tuần tự của chương trỡnh dẫn đến cú một thời gian trễ khi chương trỡnh đi qua một chương trỡnh đầy đủ.
Để đỏnh giỏ thời gian trễ của chương trỡnh người ta đo thời gian quột của chương trỡnh dài 1KB, và coi đú là một chỉ tiờu của PLC . Với nhiều loại thỡ thiết bị thời gian trễ cú thể tới 20ms hoặc hơn.
Nếu thời gian trễ gõy trở ngại cho quỏ trỡnh điều khiển thỡ phải dựng cỏc biện phỏp đặc biệt.
Cú thể lặp đi lặp lại những lần gọi quan trọng hoặc là điều khiển cỏc thụng tin để bỏ bớt đi những lần gọi cỏc thụng tin ớt quan trọng. Khi thời gian quột dài tới mức khụng thể chấp nhận được thỡ bắt buộc phải chọn cỏc PLC cú thời gian quột ngắn hơn.
-Trong thực tế tồn tại nhiều loại bộ nhớ (Memory). Cỏc vựng nhớ này chứa chương trỡnh hoạt động của hệ thống và chương trỡnh của người sử dụng. Chương trỡnh hệ thống thực chất là một chương trỡnh phần mềm cú nhiệm vụ phối hợp cỏc hoạt động của PLC.
-Chương trỡnh Ladder, cỏc giỏ trị của bộ định thời, cỏc giỏ trị của bộ đếm được lưu lại ở trong vựng bộ nhớ dành cho người sử dụng. Tuỳ thuộc vào nhu cầu của người sử dụng mà người ta cú thể lựa chọn cỏc kiểu của bộ nhớ cú dung lượng khỏc nhau.
* Bộ nhớ chỉđọc ( Rom )
- Rom là bộ nhớ khụng thể thay đổi, nú chỉ cú thể được lập trỡnh một lần. Vỡ vậy khả năng của nú bị hạn chế nờn cụng dụng của nú kộm hơn so với cỏc kiểu bộ nhớ khỏc.
* Bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiờn ( Ram )
- Ram là kiểu bộ nhớ hay được sử dụng nhất để lưu dữ liệu và chương trỡnh của người sử dụng. Bỡnh thường thỡ dữ liệu trong Ram sẽ bị mất nếu mất nguồn cung cấp cho RAM. Tuy nhiờn vấn đề này
đó được khắc phục bằng cỏch cung cấp nguồn cho nú bằng pin.
* Bộ nhớ chỉđọc cú khả năng xoỏ được bằng tia cực tớm ( EPROM )
-EPROM cú khả năng lưu được dữ liệu một cỏch lõu dài giống như
ROM . Nú khụng yờu cầu phải cung cấp nguồn một cỏch thường xuyờn. Tuy nhiờn nội dung của nú cú thể bị xoỏ bằng cỏch chiếu tia cực tớm. Tuy nhiờn khi muốn ghi dữ liệu vào EPROM thỡ cần phải cú thiết bị nạp ROM.
* Bộ nhớ chỉđọc cú khả năng xoỏ được bằng điện ( EEPROM )
- EEPROM là ROM cú thể được xoỏ và lập trỡnh lại bằng tớn hiệu
+ Bộ nguồn
Bộ nguồn cú nhiệm vụ chuyển đổi điện ỏp xoay chiều thành một chiều cú mức điện ỏp phự hợp với cỏc bộ phận phớa sau. Thường là 5v cho cỏc bộ vi xử lý và 24v cho cỏc modul ghộp nối.
+ Thiết bị lập trỡnh:
Thiết bị lập trỡnh được sử dụng để lập cỏc chương trỡnh điều khiển, sau đú chuyển cho PLC. Thiết bị lập trỡnh cú thể là một thiết bị lập trỡnh chuyờn dụng cú thể là thiết bị lập trỡnh cầm tay (rất nhỏ).
Ngoài ra cũn sử dụng cỏc phần mềm cài đặt trờn mỏy tớnh cỏ nhõn.
+ Cỏc giao diện vào ra:
Giao diện vào là nơi bộ xử lý nhận thụng tin từ thiết bị ngoại vi, tớn hiệu vào cú thể từ cỏc cụng tắc cú thể từ cỏc bộ cỏc bộ cảm biến nhiệt, cỏc tế bào quang điện.
Tớn hiệu ra cú thể cung cấp cho cuộn hỳt của rơle cụng tắc tơ cung cấp cho cỏc búng đốn, cung cấp cho cuộn hỳt của cỏc van điện từ, cung cấp cho những động cơ cụng suất nhỏ.
Mỗi điểm vào ra đều cú một địa chỉ duy nhất được PLC sử dụng, và kớ hiệu tuỳ loại PLC.
Mỗi kờnh vào ra đều đó cú cỏc chức năng cỏch li và điều hoà tớn hiệu sao cho cỏc bộ cảm biến và cỏc tỏc động cú thể nối trực tiếp với PLC, khụng cần qua cỏc mạch điện trung gian. Thường thỡ tớn hiệu vào
được ghộp cỏch ly nhờ linh kiện quang.
Với cỏc PLC cỡ nhỏ thường chỉ nhập một mức điện ỏp là 24v. Cỏc tớn hiệu ra cũng được ghộp cỏch ly, cú thể ghộp cỏch ly kiểu quang ,hoặc ghộp cỏch ly kiểu Rơle.
2. Cấu tạo chung của PLC
Cỏc PLC cú hai kiểu cấu tạo đơn giản là kiểu hộp đơn và kiểu modul ghộp nối
- Kiểu hộp đơn thường dựng cho cỏc PLC cỡ nhỏ được cung cấp ở
dạng nguyờn chiếc trong đú cú đầy đủ cả nguồn, bộ xử lý, bộ nhớ, cỏc ghộp nối vào ra.
Vớ dụ PLC OMRON- CPM1A
Kiểu hộp đơn thường vẫn cú thể được ghộp nối với cỏc modul ngoài
để mở rộng khả năng của PLC
- Kiểu modul gồm cỏc modul riờng rẽ, mỗi modul thể hiện một chức năng: modul nguồn, modul xử lý trung tõm, modul vào, modul ra, modul ghộp nối.
Vớ dụ: PLC S7-300
Cỏc modul được lắp trờn cỏc rónh và được kết nối với nhau, việc sử
dụng cỏc modul tuỳ thuộc cụng việc cụ thể. Kết cấu kiểu modul khỏ
Nguồn CPU IM I/O PID Mờ
linh hoạt cho phộp sử dụng cỏc số lượng đầu vào ra bằng cỏch bổ
xung cỏc modul vào ra, hoặc tăng cường bộ nhớ bằng cỏc modul nhớ
* Cỏc vấn đề về lập trỡnh:
Mỗi PLC cú thể sử dụng một cỏch kinh tế hay khụng phụ thuộc lớn vào thiết bị lập trỡnh. Khi trang bị một PLC thỡ đồng thời phải nghĩ đến một thiết bị lập trỡnh. Tuy nhiờn ngày nay người ta cú thể
lập trỡnh trờn mỏy tớnh rồi đổ sang PLC . Sự khỏc nhau chớnh giữa bộ điều khiển khả trỡnh PLC và cụng nghệ rơle, bỏn dẫn là ở chỗ kĩ thuật nhập chương trỡnh. Trong điều khiển rơle bộ chuyển đổi được chuyển
đổi một cỏch cơ học nhờ việc đấu nối cỏc dõy.(điều khiển cứng).Cũn với PLC thỡ việc lập trỡnh được thực hiện thụng qua một thiết bị lập trỡnh và ngoại vi.
Để lập trỡnh ta cú thể sử dụng nhiều mụ hỡnh như mụ hỡnh dóy, biểu đồ nối dõy, biểu đồ logic. Việc lựa chọn mụ hỡnh nào trong cỏc mụ hỡnh trờn cho phự hợp là tuỳ thuộc vào PLC, và điều quan trọng hơn là chọn loại PLC nào cho phộp giao lưu tiện lợi và trỏnh được cỏc chi phớ khụng cần thiết.
3. Hoạt động nội tại và xử lý tớn hiệu của PLC