3 .Tìm hiểu về PLC
3.3 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của PLC
3.3.1 Cấu trúc của PLC
Tất cả PLC đều có thành phần chính là : một bộ nhớ chương trình Ram bên trong ( có thể mở rộng thêm một số bộ nhớ ngoài EPROM ), một bộ vi xử lý có cổng giao tiếp dùng cho việc ghép nối PLC, các module I/O.
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. Đối với các PLC lớn thường lập trình trên máy tính nhằm hỗ trợ cho viết, đọc và kiểm tra chương trình. Các đơn vị lập trình nối với PLC qua cổng RS232, RS422, RS458..
* Cấu trúc PLC gồm có
a)CPU ( Central Processcing Unit )
Là bộ xử lý trung tâm nó có nhiệm vụ điều khiển và quản lý mọi hoạt động bên trong PLC. Việc trao đổi thông tin giữa CPU,bộ nhớ và cổng vào/ra được thực hiện thông qua hệ thống các bus nối dưới sự điều khiển của CPU.
b) Bộ nhớ
Tất cả các loại PLC đều sử dụng 3 loại bộ nhớ sau
Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): Là bộ nhớ chỉ đọc,trong PLC bộ nhớ này dùng để lưu dữ chương trình điều hành do nhà sản xuất nạp và chỉ nạp một lần.
Bộ nhớ RAM (Random acess memory):
Là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên,trong PLC bộ nhớ này dùng để giữ dữ liệu hoặc kết quả tạm thời của các phép tốn.Dữ liệu lưu trong RAM sẽ bị xóa khi sảy ra mất nguồn nuôi.Để hạn chế mất dữ liệu khi sảy ra mất nguồn nuôi bộ nhớ RAM của PLC thường có một nguồn ni phụ cho RAM có thể là nguồn tụ điện hoặc pin.Nguồn tụ điện có thể cấp cho RAM từ vài ngày đến vài tháng sau khi sảy ra mất nguồn nuôi , song đối với nguồn pin sau một thời gian sử dụng nhất định thì phải thay pin mới.Muốn khơng làm mất dữ liệu trong RAM khi thay đổi pin, ta phải thay pin khi PLC đang có nguồn điện.
Bộ nhớ EEPROM (electrical Erasable Programable ROM):
Là bộ nhớ ROM có thể xóa và nạp lạ bằng tín hiệu điện,tùy thuộc từng loại EEPROM cho phép xóa đi nạp lại từ vài nghìn đến vài chục nghìn lần.Bộ nhớ EEPROM được dùng để lưu giữ chương trình ứng dụng trong PLC.
c) Cổng vào/ra
Mọi hoạt động trong PLC đều có mức điện áp ± 5VDC hoặc ±15VDC (mức điện ap cấp cho IC TTL và hoặc CMOS) trong khi đó tín hiệu điều khiển ở bên ngồi theo tiêu chuẩn công nghiệp là 24VDC hoặc 240 VAC.Khối cổng vào/ra đóng vai trị là mạch giao tiếp giữa các vi mạch điện tử bên trong PLC với các mạch cơng suất bên ngồi,nó thực hiện chuyển đổi mức tín hiệu và cách ly.
+ Có thể đóng ngắt được cả dịng điện một chiều lẫn xoay chiều, khi nối với các thiết bị ngồi khơng cần phân biệt cực tính.
+ Đáp ứng chậm,khơng chịu được tần số đóng cắt cao.
+ Đóng cắt được dịng tải khoảng 2A-5A tùy thuộc từng hãng chế tạo. + Tuổi thọ thấp (tiếp điểm rowle chỉ cho phép đóng cắt vài chục nghìn lần)
- Cổng ra dùng transistor
+ Chỉ đóng cắt dịng điện một chiều ,khi nối với các thiết bị ngồi phải phân biệt cực tính.
+ Đáp ứng rất nhanh ,chịu được tần số đóng cắt cao. + Đóng cắt được dịng tải khoảng 50 mA
+ Tuổi thọ cao
3.3.2 Nguyên lý hoạt động PLC
PLC làm việc theo nguyên lý quét
Quá trình làm việc của PLC là thực hiện các chu kỳ quét liên tiếp nhau. Hoạt động của PLC trong q trình qt là kiểm tra trạng thái tín hiệu ở cổng vào và ghi trạng thái tín hiệu ở cổng vào lưu trong bộ đệm CPU sẽ thực hiện logic chương trình đã được lập trình sẵn và đưa ra kết quả vào bộ đệm cổng ra điều khiển các thiết bị bên ngoài.
Thời gian cần thiết cho một vòng quét thay đổi khoảng từ 1ms đến 30ms.Thời gian cho một vòng quét phụ thuộc vào độ dài của chương trình ứng dụng , việc sử dụng các đầu vào/ ra từ xa và phụ thuộc vào tốc độ xử lý của PLC.