Kiến thức cơ bản về PLC phần 2

Các bước để lập trình cơ bản PLC là gì ?

Có thể nói là quá sớm để các bạn vừa tìm hiểu có thể tiếp thu được phần này vì chúng ta cần thời gian để học tập. Tuy nhiên vì đây là một bài viết giới thiệu nên mình cũng sẽ nêu lên từng bước tổng quát nhất và dễ hiểu nhất để các bạn có thể nắm kiến thức một cách khách quan nhất nhé. Cụ thể chúng ta sẽ có 11 bước như sau:

• Bước 1: tìm hiểu kỹ yêu cầu công nghệ trong bước này người lập trình phải tìm hiểu kỹ cấc yêu cầu công nghệ và phải bổ sung được các yêu cầu còn thiếu vì trong thực tế khi đặt hàng người đặt hàng chỉ quan tâm đến các yêu cầu chính còn các yêu cầu khác để thực hiện được nhiệm vụ chính đặt ra thì thường không được nêu lên.
• Bước 2: liệt kê đầy đủ các cổng vào ra, các cổng dự trữ, cần thiết khi phát triển hệ thống và chọn PLC có số đầu vào ra lớn hơn hoặc bằng theo yêu cầu.
• Bước 3: phân cổng vào ra cho PLC về nguyên tắc nên tuân thủ các nguyên tắc để thuận tiện cho việc lập trình, theo dõi kiểm tra phát hiện lỗi như sau :
       – Phân cổng vào ra theo chức năng yêu cầu: ví dụ đầu vào đếm tốc độ cao, đầu vào Analog, đầu vào logic, phải đúng với các đầu vào chức năng của PLC
       – Phân cổng vào ra có dụng ý: theo tên gọi, hoặc theo trình tự tác động để tận dụng được các khả năng tín hiệu hoá của PLC để có thể dễ theo dõi phát hiện lỗi và dễ lập trình.
• Bước 4: dựng lưu đồ chương trình
• Bước 5: dịch lưu đồ sang giản đồ
• Bước 6: lập trình giản đồ thang vào PLC
• Bước 7: chạy mô phỏng kiểm tra chương trình
       – Phải tạo ra tập tín hiệu thử tương tự thực tế đưa vào đầu vào PLC
       – Xem kết quả đầu ra trên PLC và trên phần mềm mô phỏng. So sánh với lý thuyết.
       Nếu chương trình sai thì ta sửa chương trình và quay lại bước 7
       Nếu chương trình đúng ta tiếp tục sang bước 8
• Bước 8: kết nối PLC với thiết bị thực.
• Bước 9: phải kiểm tra chắc chắn phần ghép nối theo đúng sơ đồ nguyên lý, đảm bảo phần nguồn cấp được thực hiện đúng đảm bảo chắc chắn điện áp nguồn cấp phải đúng với sơ đồ nguyên lý, yêu cầu để đảm bảo không gây nguy hiểm cho thiết bị.
• Bước 10: chạy toàn bộ hệ thống theo các bước sau:
       – Đảm bảo chắc chắn hệ thống nối đúng
       – Đảm bảo chắc chắn hệ thống cơ khí, thuỷ lực khí nén chạy được.
       – Chạy nhắp.
       – Chạy bán tự động.
       – Chạy tự động toàn hệ thống.
       Nếu chương trình sai thì ta sửa chương trình và quay lại bước 10
       Nếu chương trình đúng thì ta sang bước 11
• Bước 11: bàn giao và lưu trữ chương trình.

Các phương thức điều khiển chính của PLC là gì ?

Điều khiển logic:

• Thời gian, đếm
• Chức năng điều khiển rơ le
• Điều khiển tự động, bán tự động, bằng tay các máy và các quá trình
• Thay cho các panel điều khiển và các mạch in

Điều khiển liên tục:

• Điều khiển PID, FUZY
• Điều khiển liên tục nhiệt độ áp suất lưu lượng…
• Điều khiển động cơ chấp hành, động cơ bước
• Điều khiển biến tần
• Điều khiển động cơ chấp hành, động cơ bước
• Khối đầu vào thêm các khâu cảm biến tương tự (analog), chiết áp…
• Khối đầu ra có thêm các thiết bị tương tự như biến tần, động cơ Servo, động cơ bước…
• Khối điều khiển thêm các khâu biến đổi A/D, D/A…
• Thực hiện các phép toán số học và logic

Điều khiển tổng thể:

• Ghép nối máy tính
• Ghép nối mạng tự động hóa
• Điều hành quá trình và báo động
• Điều khiển tổng thể quá trình- nghĩa là điều khiển một quá trình trong mối liên hệ với các quá trình khác
• Tín hiệu vào và ra còn có thêm thông tin.

Các ưu nhược điểm của PLC là gì ?

Bất cứ một loại thiết bị nào khi đưa vào sử dụng cũng đều có ưu và nhược điểm cả và PLC cũng là một trong số đó. Sau đây mình xin liệt kê một số ưu nhược điểm để các bạn có thể tham khảo cũng như cân nhắc trước khi sử dụng và chọn mua nhé.

Ưu điểm:

• Dễ dàng thay đổi chương trình theo ý muốn, thích hợp để lập trình cho nhiều ứng dụng khác nhau.
• Mạch điện gọn nhẹ, dễ dàng trong việc bảo quản, sửa chữa và thay thế
• Độ tin cậy cao, chuẩn hóa được thiết bị.
• Thực hiện được các thuật toán phức tạp và độ chính xác cao.
• Cấu trúc PLC dạng module, cho phép dễ dàng thay thế, mở rộng đầu vào/ra, mở rộng chức năng khác
• Khả năng chống nhiễu tốt, hoàn toàn làm việc tin cậy trong môi trường công nghiệp.
• Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng truyền thông với các thiết bị khác.
• Sử dụng tốt trong các loại môi trường như nhiệt độ, độ ẩm cao, dòng điện dao động,…

Nhược điểm:

• Giá thành phần cứng cao: Vì đây là một thiết bị công nghệ cao, tự động hóa cao nên giá trị sẽ cao hơn nhiều so với các lại thiết bị rơ le ON/OFF thông thường. Tuy nhiên hiện tại giá thành PLC đã giảm đáng kể như các dòng PLC Mitsubishi hoặc PLC Delta.
• Một số hãng phải mua thêm phần mềm để lập trình: thật vậy, các loại PLC sẽ được hãng thiết kế riêng chính vì thế chúng sẽ có sự khác biệt trong khâu lập trình hệ thống. Một số hãng sẽ kèm theo phần mềm, tuy nhiên cũng sẽ có một số hãng bán kèm để chúng ta sử dụng.
• Đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ chuyên môn cao: hầu hết những người sử dụng được PLC phải được đào tạo rất bài bản. Họ phải được trang bị các kiến thức liên quan đến từng loại PLC của từng hãng khác nhau. Bởi vì mỗi hãng sẽ có phần mềm lập trình riêng nên để đào tạo thì cần một khoảng thời gian để có thể đảm nhiệm được công việc này. Nếu chuyên môn không cao sẽ dẫn dên lập trình sai, gây hư hỏng và tổn thất trang thiết bị và xảy ra các sự cố đáng tiếc.

Ứng dụng thực tế hiện nay của PLC là gì ?

Khi nói đến ứng dụng của PLC hiện nay thì mình có thể trả lời rằng chúng rất phổ biến trong công nghiệp cũng như đời sống. Những loại máy móc nhỏ như đóng gói, băng tải cũng có thể sử dụng một số dòng PLC kinh tế có in/out ít, thiết kế nhỏ gọn với giá thành rất cạnh tranh. Đặc điểm chính của những loại PLC này đó chính là tích hợp đầy đủ các tính năng cần thiết để linh hoạt sử dụng cho nhiều ứng dụng cơ bản.

Đối với những hệ thống lớn cần có bộ điều khiển phức tạp như dây chuyền xử lý nước thải, nhà máy xi măng thì có những dòng PLC thiết kế dạng module tùy theo nhu cầu mà có thể sử dụng nhiều loại module khác nhau. Khi sử dụng loại này thì chúng ta phải tính toán loại CPU chính cũng như số lượng in/out, module analog, truyền thông để có thể đáp ứng đúng và đủ yêu cầu kỹ thuật của dự án.

Một số ứng dụng khác trong đời sống và công việc như PLC có thể ứng dụng cho rất nhiều hệ thống đèn giao thông, nhà thông minh. Đặc biệt trong sự phát triển của nền nông nghiệp thì PLC đã và sẽ ứng dụng nhiều để giúp hiện đại hóa quá trình sản xuất nông nghiệp ở của nước ta hiện nay.

Các loại PLC thường dùng hiện nay:

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều hãng sản xuất PLC và mỗi hãng lại có nhiều dòng khác nhau chính vì vậy mà bạn sẽ rất mơ hồ khi quyết định tìm hiểu về một dòng PLC nào đó. Tuy nhiên thì với thị hiếu mua hàng chúng ta sẽ thường hướng đến những sản phẩm của những hãng được sử dụng phổ biến và dễ sử dụng đúng không nào. Và trong phần này mình sẽ giới thiệu đến các bạn một số dòng như sau:

Đầu tiên là phải kể đến có là PLC đến từ hãng Siemens của Đức với các dòng mới hiện nay là s7-1200 s7-1500 thay thế cho một số dòng cũ là s7-200 và s7-300. Nói đến PLC siemens là phải nói đến giá cả cao và phần mềm lập trình rất nặng, tuy nhiên bù lại độ ổn định cao cũng như hỗ trợ của hãng cũng như cộng đồng người sử dụng nhiều. Các PLC của Siemens thường ứng dụng nhiều cho máy móc cao cấp hoặc hệ thống tự động hóa lớn. Nguyên nhân quan trọng khiến tại Việt Nam nhiều người dùng Siemens đó là do hãng xâm nhập vào thị trường Việt Nam tương đối sớm.

Một hãng PLC khác cũng khá phổ biến đó chính là Mitsubishi của Nhật Bản. Một số dòng đang phổ biến hiện nay của mitsu như fx-3u fx-5u hay fx-3g thay thế cho một số dòng cũ như fx-1n và fx2n. PLC của Mitsu thì có giá thành mềm hơn có thể ứng dụng cho một số loại máy móc công cụ hoạt động độc lập. Sự phổ biến của plc mitsu tại Việt Nam là do theo máy nhập về từ Nhật rất nhiều.

Bên cạnh đó thì chúng ta còn có một số hãng chuyên sản xuất PLC như Allen-Bradley, General Electric, Omron, Honeywell, INVT,…
Nguồn internet