Tr−ớc đây, bộ PLC th−ờng rất đắt, khả năng hoạt động bị hạn chế và qui trình lập trình phức tạp. Vì những lý do đó mà PLC chỉ đ−ợc dùng trong những nhà máy và các thiết bị đặc biệt. Ngày nay do giảm giá liên tục, kèm theo tăng khả năng của PLC dẫn đến kết quả là ngày càng đ−ợc áp dụng rộng rãi cho các thiết bị máy móc. Các bộ PLC đơn khối với 24 kênh đầu vào và 16 kênh đầu ra thích hợp với các máy tiêu chuẩn đơn, các trang thiết bị liên hợp. Còn các bộ PLC với nhiều khả năng ứng dụng và lựa chọn đ−ợc dùng cho những nhiệm vụ phức tạp hơn.
Có thể kể ra các −u điểm của PLC nh− sau:
+ Chuẩn bị vào hoạt động nhanh: Thiết kế kiểu module cho phép thích nghi nhanh với mọi chức năng điều khiển. Khi đã đ−ợc lắp ghép thì PLC sẵn sàng làm việc ngay. Ngoài ra nó cịn đ−ợc sử dụng lại cho các ứng dụng khác dễ dàng.
+ Độ tin cậy cao: Các linh kiện điện tử có tuổi thọ dài hơn các thiết bị cơ- điện. Độ tin cậy của PLC ngày càng tăng, bảo d−ỡng định kỳ th−ờng không cần thiết cịn với mạch rơle cơng tắc tơ thì việc bảo d−ỡng định kỳ là cần thiết.
+ Dễ dàng thay đổi ch−ơng trình: Những thay đổi ch−ơng trình đ−ợc tiến hành đơn giản. Để sửa đổi hệ thống điều khiển và các quy tắc điều khiển đang đ−ợc sử dụng, ng−ời vận hành chỉ cần nhập tập lệnh khác, gần nh− không cần mắc nối lại dây (tuy nhiên, có thể vẫn phải nối lại nếu cần thiết). Nhờ đó hệ thống rất linh hoạt và hiệu quả.
+ Đánh giá nhu cầu đơn giản: Khi biết các đầu vào và các đầu ra thì có thể đánh giá đ−ợc kích cỡ yêu cầu của bộ nhớ hay độ dài ch−ơng trình. Do đó, có thể dễ dàng và nhanh chóng lựa chọn PLC phù hợp với các yêu cầu công nghệ đặt ra. + Khả năng tái tạo: Nếu dùng nhiều PLC với qui cách kỹ thuật giống nhau thì chi phí lao động sẽ giảm thấp hơn nhiều so với bộ điều khiển rơle. Đó là do giảm phần lớn lao động lắp ráp.
+ Tiết kiệm không gian: PLC địi hỏi ít khơng gian hơn so với bộ điều khiển rơle t−ơng đ−ơng.
+ Có tính chất nhiều chức năng: PLC có −u điểm chính là có thể sử dụng cùng một thiết bị điều khiển cơ bản cho nhiều hệ thống điều khiển. Ng−ời ta th−ờng dùng PLC cho các quá trình tự động linh hoạt vì dễ dàng thuận tiện trong tính
Giá cả Hệ rơle
Hệ PLC
toán, so sánh các giá trị t−ơng quan, thay đổi ch−ơng trình và thay đổi các thơng số.
Số l−ợng vào/ra Hình 3.17
+ Về giá trị kinh tế: Khi xét về giá trị kinh tế của PLC ta phải đề cập đến số l−ợng đầu ra và đầu vào. Quan hệ về giá thành với số l−ợng đầu vào/ra có dạng nh− hình 3.17. Nh− vậy, nếu số l−ợng đầu vào/ra q ít thì hệ rơle tỏ ra kinh tế hơn, những khi số l−ợng đầu vào/ra tăng lên thì hệ PLC kinh tế hơn hẳn.
Khi tính đến giá cả của PLC thì khơng thể khơng kể đến giá của các bộ phân phụ không thể thiếu nh− thiết bị lập trình, máy in, băng ghi... cả việc đào tạo nhân viên kỹ thuật. Nói chung những phần mềm để thiết kế lập trình cho các mục đích đặc biệt là khá đắt. Ngày nay nhiều hãng chế tạo PLC đã cung cấp chọn bộ đóng gói phần mềm đã đ−ợc thử nghiệm, nh−ng việc thay thế, sửa đổi các phần mềm là nhu cầu khơng thể tránh khỏi, do đó, vẫn cần thiết phải có kỹ năng phần mềm.
Phân bố giá cả cho việc lắp đặt một PLC th−ờng nh− sau: - 50% cho phần cứng của PLC
- 10% cho thiết kế khuân khổ ch−ơng trình - 20% cho soạn thảo và lập trình
- 15% cho chạy thử nghiệm - 5% cho tài liệu.
Việc lắp đặt một PLC tiếp theo chỉ bằng khoảng 1/2 giá thành của bộ đầu tiên, nghĩa là hầu nh− chỉ cịn chi phí phần cứng.
Có thể so sánh hệ điều khiển rơle và hệ điều khiển PLC nh− sau: • Hệ rơle: + Nhiều bộ phận đã đ−ợc chuẩn hố
+ ít nhạy cảm với nhiễu
+ Kinh tế với các hệ thống nhỏ - Thời gian lắp đặt lâu
- Thay đổi khó khăn
- Khó theo dõi và kiểm tra các hệ thống lớn, phức tạp - Cần bảo quản th−ờng xun
- Kích th−ớc lớn
• Hệ PLC + Thay đổi dễ dàng qua cơng nghệ phích cắm + Lắp đặt đơn giản
+ Thay đổi nhanh qui trình điều khiển + Kích th−ớc nhỏ
+ Có thể nối với mạng máy tính - Giá thành cao
Ch−ơng 4: Bộ điều khiển PLC - CPM1A
Đ4.1. Cấu hình cứng
1. Cấu tạo của họ PLC - CPM1A.
PLC - CPM1A thuộc họ OMRON do Nhật bản sản xuất. Đây là loại PLC đơn khối có thể lắp ghép thêm các module và lắp ghép nhiều PLC với nhau. Đơn vị cơ bản của PLC CPM1A nh− hình 4.1
6 IN 1 0CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 5 omron PWR ERR ALM 2 RUN COMM 3 OUT SYSMAC CPM1A 10CH 00 01 02 03 04 05 06 07 4 Trong đó: Hình 4.1: Hình khối mặt tr−ớc PLC CPM1A 1. Các đèn báo hệ thống:
+ Đèn PWR (xanh): báo nguồn.
+ Đèn RUN (xanh): PLC đang ở chế độ chạy hoặc kiểm tra, (đèn tắt thì PLC đang ở chế độ lập trình hoặc có lỗi).
+ Đèn ERR/ALM (đỏ): + sáng: Có lỗi, PLC khơng hoạt động.
+ Nhấp nháy, hoặc tắt: PLC đang hoạt động. + COMM (da cam): Dữ liệu đang đ−ợc truyền tới cổng ngoại vi. 2. Cổng ghép nối với máy tính hoặc thiết bị lập trình (có nắp đậy). 3. Các đèn chỉ thị và địa chỉ ra, (sáng nếu có tín hiệu ra).
4. Chân nối cho đầu ra (có nắp đậy).
5. Các đèn chỉ thị và địa chỉ vào, (sáng nếu có tín hiệu vào). 6. Chân nối cho đầu vào (có nắp đậy).
G
i áo Tr ì nh P L C S − u tầm : Nguy ễ n Huy M ạ nh
2. Các thông số kỹ thuật
2.1.Các loại CPM1A
Trong họ CPM1A có các PLC sau: Mã hiệu CPM1A-10CDR-A CPM1A-10CDR-D CPM1A-20CDR-A CPM1A-20CDR-D CPM1A-30CDR-A CPM1A-30CDR-D CPM1A-40CDR-A CPM1A-40CDR-D 2.2.Thơng số chung Mụ
Điện áp cung cấp Kiểu
Kiểu Phạm vi điện áp Kiểu Kiểu Tiêu thụ
điện KiểuKiểu
Dịng điện
Nguồn cấp ra (chỉ có kiểu AC) Điện trở cách ly
Độ bên xung lực Nhiệt độ môi tr−ờng Độ ẩm môi tr−ờng Môi tr−ờng làm việc Thời gian cho gián đoạn nguồn
G
i áo Tr ì nh P L C S − u tầm : Nguy ễ n Huy M ạ nh
2.3. Các đặc tr−ng
Mục Độ dài lệnh
Kiểu lệnh
Thời gian thực hiện Dung l−ợng ch−ơng trình vào ra cực đại Chỉ CPU Có module mở rộng Vào dạng bit Ra dạng bit Từ bit (vùng IR ) Bit đặc biệt (vùng SR) Bit tạm thời (vùng TR) Bit giữ (vùng HR) Bit bổ trợ (Vùng AR) Bit liên kết (vùng LR) Timers/Counters Nhớ dữ liệu Xử lý ngắt Bảo vệ bộ nhớ Sao l−u bộ nhớ Chức năng tự chuẩn đốn
Ch−ơng trình kiểm tra Bộ đếm tốc độ cao
Nhập hằng số thời gian Đặt tín hiệu Analog
G
i áo Tr ì nh P L C S − u tầm : Nguy ễ n Huy M ạ nh
2.4. Cấu trúc vùng nhớ Dữ liệu IR Vào Ra làm việc SR TR HR Ar LR Timer/ couter DM Đọc /viết Ghi lỗi Chỉ đọc Cài đặt PC
Chú ý: 1. Bit IR và LR khi ch−a sử dụng cho các chức năng chính thì có thể sử dụng
nh− bit làm việc.
2. Nội dung của vùng HR, LR, Counter, và vùng đọc/ghi DM có thể đ−ợc l−u giữ bằng tụ điện ở nhiệt độ 250C, với thời gian 20 ngày.
3. Khi truy nhập các số PV, TC thì dữ liệu dạng từ; khi truy cấp vào cờ thì dữ liệu dạng bit.
4. Dữ liệu trong DM 6144 đến DM 6655 không thể ghi đè từ ch−ơng trình nh−ng có thể thay đổi từ thiết bị ngoài “Peripheral Device”.
G
i áo Tr ì nh P L C S − u tầm : Nguy ễ n Huy M ạ nh
2.5. Cực vào ra - các bit vùng IR cho vào ra mở rộng
Bảng sau cho biết các bit vùng IR dùng cho module vào ra mở rộng của CPM1A và các loại module mở rộng. Số vào/ra của CPU Vào 10 6 điểm: 00000 00005 20 12 điểm: 00000 00011 30 18 điểm: 00000 00011 00100 00105 40 20 điểm: 00000 00011 00100 00111 Đ4.2. Ghép nối
PLC CPM1A có thể ghép nối với 32 bộ PLC cùng loại thành hệ thống. Để lập trình cho PLC thì có thể ghép nối nó với thiết bị lập trình cầm tay, bộ lập trình chuyên dụng hoặc máy tính t−ơng thích.
1. Kết nối với thiết bị lập trình cầm tay: Ta nối trực tiếp cáp của thiết bị cầm tay
vào PLC nh− hình 4.2
PLC CPM1A PRO27 OMRON
IN
0CH 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 FUN SFT NOT SHIFT
LD OUT TIM EM CH CONT 7 8 9 EXT CHG SRCH
PWR ERR ALM
RUN COMM omron
SYSMAC CPM1A 1 2 3 RESET INS 6 OUT 0 CLR VER WRITE 6 Thiết bị lập trình cầm tay