PHẦN II: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 VÀ CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-200 CỦA SIEMMENS
1.2 Cấu trúc và hoạt động của PLC
Một hệ thống lập trình cơ bản phải gồm có 2 phần ( xem hình II.1.2 )
Khối xử lý trung tâm ( CPU:CentralProcessingUnit )
Gồm có 3 phần: Bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ và hệ thống nguồn cung cấp.
Hình II.1.1: Sơ đồ khối CPU của PLC
Hệthốnggiaotiếpvào/ra( Input/Output ).
Hình II.1.2: Sơ đồ khối của PLC 1.2.2 Hoạt động:
Về cơ bản hoạt động của một PLC như sau: Ban đầu, hệ thống các cổng vào/ra ( Input/Output ) dùng để đưa các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi ( như cảm biến, công tắc…) vào CPU. Sau khi nhận được tín hiệu từ ngõ vào thì CPU sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều khiển qua các Module xuất ra các thiết bị được điều khiển.
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông Trang 21
PLC biểu diễn một mạch logic cứng bằng một dãy các lệnh lập trình. PLC thực hiện chương trình bắt đầu từ lệnh lập trình đầu tiên và kết thúc ở lệnh lập trình cuối cùng trong một vòng. Một vòng như vậy được gọi là vòng quét ( scan ). Xem hình II.1.3.
Hình II.1.3: Thực hiện chương trình theo vòng quét trong PLC
Thường việc thực hiện một vòng quét xảy ra trong một khoảng thời gian rất ngắn, một vòng quét đơn có thời gian thực hiện một vòng quét từ 1ms tới 100ms.
Việc thực hiện một chu kỳ quét dài hay ngắn còn phụ thuộc vào độ dài của chương trình và cả mức độ giao tiếp giữa PLC với các thiết bị ngoại vi. Để khắc phục việc thời gian quét dài thì các nhà sản xuất đã chế tạo ra các hệ thống PLC cập nhật tức thời, các hệ thống này thường áp dụng cho những nơi có số lượng I/O nhiều và cần xử lý lượng thông tin lớn.
1.2.3 Lợi ích của việc sử dụng PLC
Cùng với sự phát triển của phần cứng và phần mềm, PLC ngày càng tăng được các tính năng cũng như lợi ích của PLC trong hoạt động công nghiệp. Kích thước của PLC ngày nay được thu nhỏ lại để số lượng I/O và bộ nhớ càng nhiều hơn, các ứng dụng của PLC càng mạnh hơn giúp người sử dụng giải quyết được nhiều vấn đề phức tạp trong điều khiển hệ thống.
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông Trang 22
Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần (với một sơ đồ hệ thống, các đường nối dây, các tín hiệu ở các ngõ vào/ra …), mà không phải thay đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải thay đổi lắp đặt khi đổi thứ tự điều khiển ( đối với hệ thống điều khiển relay …) khả năng chuyển đổi hệ điều khiển cao hơn (như giao tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống được điều khiển linh hoạt hơn.
Không như các hệ thống cũ, PLC có thể dễ dàng lắp đặt do chiếm một khoảng không gian nhỏ nhưng khả năng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống điều khiển khác. Điều này càng tỏ ra thuận lợi hơn với các hệ thống điều khiển lớn, phức tạp và quá trình lắp hệ thống ít tốn thời gian hơn các hệ thốn khác.
Cuối cùng là người sử dụng có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC nhờ giao diện qua màn hình máy tính (một số PLC thế hệ sau có khả năng nhận biết các hỏng hóc (trouble shoding ) của hệ thống và báo cho người sử dụng), điều này làm cho việc sửa chữa thuận lợi hơn.
1.2.4 Một vài lĩnh vực ứng dụng PLC
Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất cả trong công nghiệp và dân dụng. Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản, chỉ có chức năng ON/OFF thông thường đến các ứng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất. Một số lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC như sau:
Hóa học và dầu khí: định áp suất, bơm dầu, điều khiển hệ thống ống dẫn…
Chế tạo máy và sản xuất: tự động hóa trong chế tạo máy, điều khiển nhiệt độ lò nhiệt luyện kim…
Công nghiệp giấy, xi măng: Tự động hóa trong qua trình sản xuất nghiền bột giấy, bột đá, trộn hỗn hợp…
Mô Hình Điều Khiển – Giám Sát Trạm Trộn Bê-tông Trang 23
Thực phẩm, sản xuất bia, rượu, thuốc lá: đóng gói sản phẩm, phân loại…
Kim loại: Điều khiển qua trình luyện, cán thép…
Năng lượng, giao thông…