Cỏc hệ đếm sử dụng trong PLC gồm cú: - Hệ nhị phõn (hệ 2).
- Hệ thập phõn (hệ 10).
- Hệ thập lục (hay hệ Hexa- hệ 16).
* Hệ nhị phõn (hay hệ 2 - Binary (bin)).
Là hệ đếm sử dụng 2 con số 0 và 1 (gọi là bớt) để biểu diễn tất cả cỏc đại lượng và cỏc con số. Tất cả cỏc đại lượng bờn trong PLC đều ở trạng thỏi nhị phõn.
* Hệ thập phõn (hay là hệ 10 - decimal (DEC)).
Là hệ đếm thụng thường và sử dụng 10 chữ số 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 để biểu
diễn cỏc con số. Hay thập phõn cũn kết hợp với hệ nhị phõn để biểu gọi là BCD (Binary Coded Decimal).
* Hệ thập lục (hay hệ 16 - Hexadecimal - HEX.).
Là hệ đếm sử dụng 16 ký tự là 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 và A B C D E F (trong đú cú 10 chữ số từ 0-9 và cỏc chữ số từ A đến F).
* Cỏch biểu diễn cỏc đại lượng bờn trong PLC.
Khi biểu diễn cỏc con số theo cỏc hệ đếm khỏc nhau. Để phõn biệt người ta thường thờm cỏc chữ BIN (hoặc số 2) BCD hay HEX (hoặc H) vào cỏc con số. Bảng 2.1: Biểu diễn cỏc đại lượng trong PLC
HEX BCD
Số nhị phõn 4 bit tương đương
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
23=8 22=4 21=2 20=1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 2 2 0 0 1 0 3 3 0 0 1 1 4 4 0 1 0 0 5 5 0 1 0 1 6 6 0 1 1 0 7 7 0 1 1 1 8 8 1 0 0 0 9 9 1 0 0 1 A A 1 0 1 0 B B 1 0 1 1 C C 1 1 0 0 D D 1 1 0 1 E E 1 1 1 0 F F 1 1 1 1 2.1.7. Cấu trỳc phần cứng của PLC.
PLC gồm 4 khối chức năng cơ bản như hỡnh 2-1:
- Bộ Xử lý trung tõm CPU.
- Bộ nhớ chương trỡnh (Program Memory). - Khối vào ra (In, out, put Block).
INPUT DRIVES OUTPUT DS
Hỡnh 2.1. Cấu trỳc cơ bản phần cứng của PLC
Trạng thỏi đầu vào của PLC được phỏt hiện và lưu vào bộ nhớ đệm. PLC thực hiện cỏc lệnh logic trờn cỏc trạng thỏi của chỳng và thụng qua cỏc trạng thỏi ngừ ra cập nhật và lưu vào bộ nhớ đệm. Sau đú trạng thỏi ngừ ra trong bộ nhớ đệm được dựng để đúng mở cỏc tiếp điểm kớch hoạt cỏc thiết bị cụng tắc. Như vậy sự hoạt động của cỏc thiết bị được điều khiển hoàn toàn tự động theo
28Power Power Supply Memory area Output area Input area CPU
chương trỡnh trong bộ nhớ. Chương trỡnh được nạp vào PLC qua thiết bị lập trỡnh chuyờn dựng.
* Bộ xử lý trung tõm CPU.
Bộ xử lý trung tõm (CPU - Central Proccessing Unit) điều khiển và quản lý tất cả cỏc hoạt động bờn trong PLC. Việc trao đổi thụng tin giữa CPU, bộ nhớ và khối vào/ ra được thực hiện thụng qua hệ thống bus dưới sự điều khiển của CPU.
* Bộ nhớ chương trỡnh (Program Memory).
Bộ nhớ chương trỡnh là bộ nhớ trong của PLC cú nhiệm vụ lưu chương trỡnh điều khiển được lập bởi người dựng và cỏc dữ liệu khỏc như cờ, thanh ghi tạm trạng thỏi đầu vào, lệnh điều khiển đầu ra… nội dung của bộ nhớ được mó hoỏ dưới dạng nhị phõn.
Tất cả PLC đều thường dựng vào cỏc loại bộ nhớ sau:
- EPROM (Erasable Programble Read only memory) là bộ nhớ phụ để lưu giữ vĩnh cửu cỏc chương trỡnh và cú thể lập lại bằng thiết bị lập trỡnh
- EEPROM (Electrical Erasable Programble Read only memory) là bộ nhớ để lưu giữ vĩnh cửu cỏc chương trỡnh và cú thể lập trỡnh bằng thiết bị chuẩn CRT hoặc bằng tay.
- RAM (Random acces memory) thụng tin của bộ nhớ này cú thể được ghi vào và đọc ra. Dung lượng bộ nhớ phụ thuộc vào họ PLC.
Tuy nhiờn với bộ nhớ RAM khi mất nguồn nuụi, nội dung của RAM cũng bị mất. Để bảo vệ chương trỡnh người ta lắp vào PLC cỏc Pin khụ làm nguồn nuụi dự trữ. Đối với cỏc PLC của hóng GEFANUS người ta cũn lắp thờm 1 tụ (Super Carpctitor) để bảo vệ chương trỡnh khụng bị mất khi thay pin cỏc tụ này cú khả năng giữ được trong 20s.
* Khối vào ra (In/out put block).
Khối vào/ra cú vai trũ là mạch giao tiếp giữa cỏc vi mạch điện tử của PLC với cỏc mạch cụng suất bờn ngoài kớch hoạt cỏc cơ cấu tỏc động. Nú thực hiện chuyển đổi cỏc mức điện ỏp tớn hiệu và cỏch ly, tuy nhiờn khối vào ra cho phộp PLC kết nối trực tiếp với cỏc cơ cấu tỏc động cú cụng suất cỡ 2A trở xuống, khụng cần cỏc mạch cụng suất trung gian hay rơ le trung gian.
Căn cứ vào nhiệm vụ cú thể ghộp vào PLC những Module vào/ ra khỏc nhau như:
- Module vào/ra số, tương tự. - Module vào, ra thuyết minh. - Bộ xử lý giao tiếp.
Module vào/ ra số tương tự: là những Module vào/ra số phục vụ cho việc giải quyết những vấn đề điều khiển đơn giản mà trạng thỏi tớn hiệu chỉ là "0" và "1".
Trong những trường hợp khỏc, trạng thỏi tớn hiệu là tương tự thỡ ta cần Module vào/ra là tương tự đú phục vụ quỏ trỡnh xử lý.
Module vào làm nhiệm vụ biến đổi cỏc tớn hiệu ở đầu vào thành tớn hiệu chuẩn để đưa vào bờn trong PLC.
Module ra biến đổi cỏc tớn hiệu bờn trong PLC thành tớn hiệu phự hợp để đưa ra ngoài.
Bộ xử lý giao tiếp: Cú nhiệm vụ quản lý sự trao đổi qua lại giữa cỏc PLC và cỏc thiết bị khỏc như mỏy in, mỏy tớnh PL và cỏc PLC khỏc.
Cỏc bộ xử lý giao tiếp cú thể thiết lập phương thức điểm nối từ PLC tới cỏc thiết bị khỏc hoặc cú thể nối PLC vào mạng LAN.
Sự cần thiết phải lập trỡnh cho hoạt động của cỏc bộ xử lý giao tiếp tuỳ thuộc vào từng loại CPU.
Module vào/ra thụng minh: Được sử dụng để giải quyết những vấn đề về dạng tớn hiệu nảy sinh trong thực tế với yờu cầu giải quyết nhanh chúng và liờn tục. Hoạt động của Module vào/ra thụng minh tương đối độc lập và rộng với CPU của PLC.
Những loại Module vào/ra thụng minh với từng cặp PLC khỏc nhau nhưng núi chung nú gồm cỏc dạng sau:
- Module xỏc định vị trớ. - Module giải mó vị trớ.
- Module xử lý tớn hiệu tương tự. - Module đo dũng nhiệt.
- Module điều khiển vũng kớn. - Module điều khiển từng bước.
*Khối cung cấp nguồn (Power supply Block).
Đõy là bộ nguồn cung cấp cú giải điện ỏp rộng (85 ữ 265 v AC). Nú tạo ra nguồn cung cấp chuẩn 24v DC cho tất cả cỏc khối của PLC.
Mọi hoạt động xử lý tớn hiệu bờn trong PLC cú mức điện ỏp 5v DC và 15v DC (Điện ỏp cho TT1 và CMOS) trong khi tớn hiệu bờn ngoài cú thể lớn hơn nhiều thường 24v DC ữ 240v DC với dũng lớn.