PLC là viết tắt của Programmable Logic Controllers. Về cơ bản chúng được sử dụng để điều khiển các hệ thống tự động trong các ngành công nghiệp. Chúng là một trong những dạng hệ thống điều khiển tiên tiến và đơn giản nhất hiện nay đang thay thế các rơ le logic có dây cứng ở quy mô lớn.

Bộ điều khiển logic lập trình (PLC)

Ưu điểm:

Trước khi tìm hiểu chi tiết về PLC, hãy cho chúng tôi biết 3 lý do tại sao PLC đang được sử dụng rộng rãi ngày nay

Chúng thân thiện với người dùng và dễ vận hành
Chúng loại bỏ sự cần thiết của logic rơle có dây cứng
Họ nhanh
Nó phù hợp để tự động hóa trong các ngành công nghiệp.
Các mô-đun đầu vào và đầu ra của nó có thể được mở rộng tùy theo yêu cầu

Kiến trúc PLC:

Kiến trúc bên trong PLC

Một hệ thống PLC cơ bản bao gồm các phần sau:

Phần đầu vào / đầu ra : Phần đầu vào hoặc mô-đun đầu vào bao gồm các thiết bị như cảm biến, công tắc và nhiều nguồn đầu vào trong thế giới thực khác. Đầu vào từ các nguồn được kết nối với PLC thông qua các thanh nối đầu vào. Phần đầu ra hoặc mô-đun đầu ra có thể là động cơ hoặc bộ điện từ hoặc đèn hoặc lò sưởi, mà chức năng của chúng được điều khiển bằng cách thay đổi các tín hiệu đầu vào.
CPU hoặc Bộ xử lý trung tâm : Nó là bộ não của PLC. Nó có thể là một bộ vi xử lý lục giác hoặc bát phân. Nó thực hiện tất cả các xử lý liên quan đến các tín hiệu đầu vào để điều khiển các tín hiệu đầu ra dựa trên chương trình điều khiển.
Thiết bị lập trình : Nó là nền tảng mà chương trình hoặc logic điều khiển được viết. Nó có thể là một thiết bị cầm tay hoặc một máy tính xách tay hoặc một máy tính.
Nguồn cấp : Nó thường hoạt động trên nguồn điện khoảng 24 V, dùng để cấp nguồn cho các thiết bị đầu vào và đầu ra.
Ký ức : Bộ nhớ được chia thành hai phần - Bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình. Thông tin chương trình hoặc logic điều khiển được lưu trữ trong bộ nhớ người dùng hoặc bộ nhớ chương trình từ nơi CPU tìm nạp các lệnh chương trình. Các tín hiệu đầu vào và đầu ra và tín hiệu bộ đếm thời gian và bộ đếm lần lượt được lưu trữ trong bộ nhớ hình ảnh bên ngoài đầu vào và đầu ra.

Hoạt động của PLC

Sơ đồ làm việc của PLC

Hoạt động của PLC

Các nguồn đầu vào chuyển đổi tín hiệu điện tương tự thời gian thực sang tín hiệu điện kỹ thuật số phù hợp và các tín hiệu này được đưa vào PLC thông qua các đường ray đầu nối.
Các tín hiệu đầu vào này được lưu trữ trong bộ nhớ hình ảnh bên ngoài PLC ở các vị trí được gọi là bit. Điều này được thực hiện bởi CPU
Logic điều khiển hoặc hướng dẫn chương trình được ghi vào thiết bị lập trình thông qua các ký hiệu hoặc thông qua các kỹ năng ghi nhớ và được lưu trữ trong bộ nhớ người dùng.
CPU lấy các lệnh này từ bộ nhớ người dùng và thực thi các tín hiệu đầu vào bằng cách thao tác, tính toán, xử lý chúng để điều khiển các thiết bị đầu ra.
Kết quả thực thi sau đó được lưu trữ trong bộ nhớ hình ảnh bên ngoài điều khiển các ổ đĩa đầu ra.
CPU cũng kiểm tra các tín hiệu đầu ra và tiếp tục cập nhật nội dung của bộ nhớ hình ảnh đầu vào theo những thay đổi trong bộ nhớ đầu ra.
CPU cũng thực hiện các chức năng lập trình bên trong như cài đặt và đặt lại bộ đếm thời gian, kiểm tra bộ nhớ người dùng.

Lập trình trong PLC

Hoạt động cơ bản của PLC dựa vào logic điều khiển hoặc kỹ thuật lập trình được sử dụng. Việc lập trình có thể được thực hiện bằng cách sử dụng lưu đồ hoặc sử dụng logic bậc thang hoặc sử dụng logic câu lệnh hoặc phép ghi nhớ.

Liên kết tất cả những thứ này lại với nhau, chúng ta hãy xem cách chúng ta thực sự có thể viết một chương trình trong PLC.

Tính toán lưu đồ. Lưu đồ là biểu diễn tượng trưng của các hướng dẫn. Đây là dạng logic điều khiển cơ bản nhất và đơn giản nhất, chỉ liên quan đến các quyết định logic. Các ký hiệu khác nhau được đưa ra dưới đây:

Tính toán lưu đồ

Viết biểu thức Boolean cho logic khác nhau. Đại số Boolean thường liên quan đến các phép toán logic như AND, OR, NOT, NAND và NOR. Các ký hiệu khác nhau là:

+ Toán tử OR
. Toán tử AND
! Toán tử KHÔNG.

Viết các hướng dẫn dưới dạng câu lệnh đơn giản như sau:

IF Input1 AND Input2 then SET Output1 ELSE SET Output

Viết chương trình logic bậc thang. Nó là phần quan trọng nhất của lập trình PLC. Trước khi giải thích về lập trình logic bậc thang, hãy cho chúng tôi biết về một số ký hiệu và thuật ngữ

Rung: Một bậc trong thang được gọi là bậc thang. Nói cách đơn giản hơn, câu lệnh cơ bản hoặc một logic điều khiển được gọi là Rung.
Y- Tín hiệu đầu ra bình thường
M - Ký hiệu động cơ
T - Hẹn giờ
C - Bộ đếm
Ký hiệu:

Ký hiệu

Các chức năng logic cơ bản sử dụng Ladder Logic

Các hàm logic cơ bản sử dụng logic bậc thang

“xây dựng hệ thống bắn pháo hoa của riêng bạn ”

Viết các bài nhớ: Các bài nhớ là các hướng dẫn được viết dưới dạng ký hiệu. Chúng còn được gọi là Opcode và được sử dụng trong các thiết bị lập trình cầm tay. Các ký hiệu khác nhau như được đưa ra dưới đây:

Ldi - Tải nghịch đảo
Ld- Tải
VÀ- Và logic
HOẶC- Hoặc logic
ANI - logic NAND
ORI- NOR logic
Out - Đầu ra

Một ứng dụng PLC đơn giản

Vì vậy, bây giờ chúng ta đã có một ý tưởng ngắn gọn về lập trình trong PLC, hãy bắt đầu phát triển một ứng dụng đơn giản.

Vấn đề : Thiết kế hệ thống rô bốt theo dòng đơn giản để khởi động động cơ khi bật công tắc và đồng thời bật đèn LED. Cảm biến trên động cơ phát hiện bất kỳ chướng ngại vật nào và một công tắc khác được bật để cho biết sự hiện diện của chướng ngại vật và động cơ đồng thời được tắt và còi được bật và đèn LED tắt.

Giải pháp :