2.5 Cơ cấu điều khiển
2.5.2 PLC (Programmable Logic Controller)
Cịn gọi là bộ điều khiển lập trình, là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật tốn điều khiển logic thơng qua một ngơn ngữ lập trình. Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ như thời gian định thì hay các sự kiện được đếm. PLC dùng để thay thế các mạch relay trong thực tế. PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo. [4]
Tất cả các PLC đều có thành phần chính là: Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngồi EPROM). Một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối với PLC, các module I/O.
Nguyên lý hoạt động của PLC là quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào (trạng thái I/O) để sự thay đổi diễn ra cùng lúc, đồng bộ. Khi thiết bị được kích hoạt ở trạng thái ON hoặc OFF, một bộ điều khiển lập trình do người dùng cài đặt sẵn sẽ liên tục lặp lại q trình: chờ các tín hiệu xuất hiện ở ngõ vào và xuất các tín hiệu ở ngõ ra. Hai ngon ngữ lập trình PLC phổ biến nhất hiện nay là Ladder và State Login.
22
Hình 2. 18 Hệ thống PLC
CPU: thực hiện chương trình và chứa dữ liệu cho điều khiển các quá trình tự
động.
Power supply: Nguồn cấp điện
Inputs/Outputs: Các đầu vào ra hệ thống Communication Port: Các cổng truyền thông Status light: Các đèn trang thái
Programming device: Thiết bị lập trình
Bên cạnh đó, một bộ PLC hồn chỉnh cịn đi kèm thêm một đơn vị lập trình bằng tay hay bằng máy tính. Hầu hết các đơn vị lập trình đơn giản đều có đủ RAM để chứa đựng chương trình dưới dạng hồn thiện hay bổ sung. Nếu đơn vị lập trình là đơn vị xách tay, RAM thường là loại CMOS có pin dự phịng, chỉ khi nào chương trình đã được kiểm tra và sẵn sàng sử dụng thì nó mới truyền sang bộ nhớ PLC.
− Ưu điểm của PLC:
• Cơng suất tiêu thụ của PLC rất thấp. • Giảm đến 80% số lượng dây nối. • Sửa chữa nhanh tróng và dễ dàng.
• Giảm thiểu số lượng role và timer so với hệ điều khiển cố điển. • Tốc độ và năng suất lớn.
23
• Phát hiện lỗi của hệ thống điều khiển nhanh thuận tiện cho vấn đề bảo trì và sửa chữa hệ thống.
• Dung lượng chương trình lớn để có thể chứa được nhiều chương trình phức tạp.
• Kết nối với các thiết bị thông minh khác như: Máy tính, kết nối mạng internet và các module mở rộng.
− Ứng dụng trong cơng nghiệp hiện đại:
• Từ những ưu điểm vượt trội trên nên hiện nay PLC đã được ứng dụng trong nền công nghiệp với nhiều lĩnh vực như:
• Cơng nghệ sản xuất: sản xuất màn hình điện thoại, sản xuất oto, sản xuất vi mạch, máy cơng nghiệp, đóng gói sản phẩm.
• Hệ thống nâng vận chuyển.
• Hệ thống giám sát quá trình trong các nhà máy xử lý giác thải, nhà máy bia.