PLC là gì ? - Những điều cần biết khi tự học lập trình PLC.
Trong lĩnh vực tự động hóa và điều khiển, bộ lập trình PLC được sử dụng phổ biến để lập trình và điều khiển cho các máy tự động hóa. Bên cạnh đó, chắc hẳn các bạn đã từng bắt gặp các máy móc chỉ được điều khiển thuần bằng relay, thuần khí. Một số máy tự động hóa được điều khiển bằng PC Control với ngôn ngữ C#.
Trong bài viết này, FAVN TECH sẽ cùng các bạn đi tìm hiểu tổng quan về bộ lập trình PLC. Các ứng dụng, ưu nhược điểm, các hãng PLC phổ biến hiện nay.
PLC là gì ? PLC là viết tắt của từ gì ?
PLC là từ viết tắt của Programmable Logic Controller. Hiểu theo nghĩa tiếng việt: Là thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình), cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. (Theo Wikipedia).
Cấu trúc PLC.
Cấu trúc 1 PLC bao gồm các khối như sau: Khối nguồn nuôi, bộ xử lý trung tâm (CPU), bộ nhớ chương trình, các khối ngõ ra, ngõ vào (I/O Module).
Nguyên lý hoạt động của PLC ? Vòng quét PLC là gì ?
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan cycle).
Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng việc đọc các tín hiệu đầu vào, sau đó đến việc thực hiện chương trình. Việc thực hiện chương trình sẽ được thực hiện từ lệnh đầu tiên (trên cùng) đến lệnh kết thúc. Tiếp đến là thực hiện truyền thông nội bộ và thực hiện tự kiểm tra lỗi. Cuối cùng là cập nhập trạng thái tới đầu ra Ouput.
Các ngôn ngữ lập trình PLC.
Hiện nay, hầu hết các hãng PLC đều hỗ trợ các ngôn ngữ lập trình PLC theo tiêu chuẩn IEC 61131-3 bao gồm: Ladder diagram (LD), Function block diagram (FBD), Structured text (ST), Instruction list (IL), Sequential function chart (SFC).
Ngôn ngữ lập trình Ladder diagram (LD)
Ladder diagram (LD) hay còn được gọi với tên khác là "sơ đồ bậc thang". Đây là ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến nhất hiện nay.
Có ưu điểm là dễ học với các bạn đang học PLC cơ bản. Chương trình LAD thông qua các ký hiệu đồ họa như: Tiếp điểm thường đóng, mở, cuộn coil… Để mô phỏng hướng di chuyển của dòng điện từ nguồn đến các cuộn coil. Giống như một mạch điện được đấu nối bằng dây dẫn.
Ngôn ngữ lập trình Function block diagram (FBD)
Function block diagram: Tạm dịch là "sơ đồ khối chức năng". Với chương trình sử dụng ngôn ngữ FBD, bạn có thể xây dựng các khối với các chức năng riêng biệt (chương trình con). Sau đó, bằng việc kết nối các khối với nhau, ngõ ra của khối này sẽ là ngõ vào của một khối khác để tạo thành một chương trình. Việc xây dựng các chương trình con giúp bạn tiết kiệm thời gian, có thể sử dụng lặp đi lặp lại.
Ngôn ngữ lập trình Structured text (ST)
Đối với các ngôn ngữ lập trình Ladder diagram hoặc Function block diagram sẽ sử dụng các ký hiệu đồ họa để thể hiện các câu lệnh. Còn đối với ngôn ngữ Structured text sẽ dựa trên nền tảng văn bản để thực hiện các lệnh. Cấu trúc lập trình của ngôn ngữ ST khá giống với các ngôn ngữ lập trình: C#, C+, VB. Một ưu điểm của ngôn ngữ ST đó là chương trình sẽ ngắn gọn hơn. Bên cạnh đó là dễ thực hiện các thuật toán, công thức, các phép tính toán học, làm việc với dữ liệu dạng text, các bài toán cần xử lý dữ liệu lớn…
Ngôn ngữ lập trình Sequential function chart (SFC)
Sequential function chart được tạm dịch là: "Biểu đồ chức năng tuần tự". Chương trình PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình SFC có dạng sơ đồ tiến trình, mô tả trạng thái các bước tuần tự giống như nguyên lý hoạt động của máy. Ở đây, mỗi công đoạn được chia thành từng bước nhỏ, để chuyển mạch từ bước này sang bước khác cần có điều kiện chuyển bước.
Ưu điểm của ngôn ngữ lập trình SFC: Được thể hiện bằng các bước một cách trực quan, dễ khắc phục sự cố và tìm ra lỗi. Tuy nhiên, không phải ứng dụng nào cũng phù hợp với dạng lập trình SFC.
Ngôn ngữ lập trình Instruction list (IL)
Instruction list Hay thường được gọi là "ngôn ngữ lập trình kiểu liệt kê". Đây là một trong những ngôn ngữ lập trình PLC đầu tiên được đưa vào tiêu chuẩn IEC 61131-3. Với ngôn ngữ lập trình IL, các lệnh được thể hiện dưới dạng text giống như ngôn ngữ máy assembly. Nên có ưu điểm là tốc độ xử lý nhanh.
Tuy nhiên, để xử lý các lỗi phát sinh với chương trình PLC sử dụng ngôn ngữ lập trình IL cần người lập trình có kinh nghiệm trong việc phân tích, khắc phục lỗi.
Ưu, nhược điểm của PLC so với mạch relay.
Ưu điểm:
- PLC Cho phép người dùng chỉnh sửa, thay đổi chương trình một cách linh hoạt. Còn với mạch relay, để thay đổi chức năng chỉ có cách thay đổi lại mạch điều khiển và đấu nối lại mạch điện.
- Với PLC, bạn có thể lập trình cho các ứng dụng từ đơn giản như băng tải, xylanh đến các máy có độ phức tạp cao.
- Ngoài chức năng điều khiển đơn thuần. PLC cho phép bạn thực hiện các chức năng khác như: Xử lý dữ liệu, điều khiển vị trí, Analog, điều khiển nhiệt độ, PID với độ chính xác cao. Với mạch relay việc này là không thể và chỉ đơn thuần là điều khiển ON/OFF
- PLC được cấu thành từ các linh kiện bán dẫn nên có độ tin cậy và tuổi thọ cao trong môi trường công nghiệp. Các mạch relay thường giới hạn về tuổi thọ do chất lượng các tiếp điểm relay sử dụng lâu ngày sẽ kém dần.
- Sử dụng PLC giúp bạn dễ dàng trong việc bảo trì.
- Giao tiếp, truyền thông được với nhiều thiết bị ngoại vi.
Nhược điểm của PLC:
Với những tính năng ưu việt như vậy nên giá thành của một PLC khá cao. Tuy nhiên, hiện nay các dòng PLC của các hãng có giá thành rất cạnh tranh như PLC Mitsubishi…
Để lập trình PLC đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ chuyên môn cao. Bên cạnh đó là, một số hãng yêu cầu phải mua phần mềm lập trình của hãng.
Ứng dụng trong thực tế của PLC.
Hiện nay, bộ lập trình PLC được sử dụng rất phổ biến trong các ứng dụng tự động hóa từ đơn giản đến các hệ thống điều khiển phức tạp. Với những ưu điểm vượt trội về công nghệ PLC được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: Y tế, gia công, dệt may, xử lý nước thải, kiểm tra sản phẩm, hệ thống đóng gói sản phẩm, các dây chuyền sản xuất, hệ thống điện, chế biến thực phẩm….
Các hãng PLC phổ biến hiện nay tại Việt Nam.
Trên thị trường việt nam hiện nay có rất nhiều các hãng PLC, tuy nhiên phổ biến hơn cả là các thương hiệu PLC sau: PLC Siemens, PLC Mitsubishi, PLC Delta, PLC Omron, PLC Keyence, PLC Schneider…
PLC Siemens - Đức.
Chắc hẳn các bạn đã không còn xa lạ gì với PLC Siemens. Được biết đến nhờ độ bền cao, tính hoạt động ổn định, hệ thống SCADA mạnh mẽ. Đúng nghĩa theo câu các cụ ta thường nói là “đắt xắt ra miếng”. PLC Siemens có giá thành cao. Bên cạnh đó là, các phần mềm lập trình của Siemens khá nặng.
Các dòng PLC Siemens phổ biến như: S7-200, S7-1200, S7-300, S7-1500, S7-400. PLC Siemens được một số các trường đại học, cao đẳng đưa vào chương trình giảng dạy.
PLC Mitsubishi - Nhật Bản.
PLC Mitsubishi là một sản phẩm của tập đoàn Mitsubishi Electric (Nhật Bản). PLC Mitsubishi có ưu điểm về chất lượng và giá thành cạnh tranh nên được sử dụng phổ biến nhất ở Việt Nam. Bên cạnh PLC Siemens, PLC Mitsubishi cũng được một số trường đưa vào chương trình giảng dạy.
Tham thêm: Download phần mềm lập trình PLC Mitsubishi GX Works2, tài liệu PLC Mitsubishi. {alertSuccess}
Các dòng PLC Mitsubishi phổ biến là: PLC Mitsubishi FX (FX1N, FX1S, FX2N, FX3G, FX3U, FX3S, FX3GE, FX3UC, FX5U, FX3GA, FX3GC, FX3SA). PLC Mitsubishi IQ-F Series (FX5U, FX5UC, FX5UJ), PLC Mitsubishi Q Series, PLC Mitsubishi L Series…
PLC Delta - Đài Loan
PLC Delta là một sản phẩm của tập đoàn DELTA ELECTRONIS - là một tập đoàn sản xuất điện tử của Đài Loan.
So với các thương hiệu lớn như Siemens, Mitsubishi thì PLC Delta có giá thành tương đối cạnh tranh. Với những dự án nhỏ PLC Delta sẽ giúp bạn tối ưu về mặt chi phí. Tuy nhiên, vẫn đảm bảo về chất lượng và tính ổn định. Phần mềm lập trình PLC Delta khá nhẹ và hoàn toàn miễn phí. Các dòng PLC Delta phổ biến như: DVP14SS2, DVP20SX2, DVP12SE, DVP12SC, DVP28SV2, DVP-ES2, DVP-EX2, DVP-EC3, DVP-PH2/PH3, DVP-PM.
PLC Omron - Nhật Bản.
PLC Omron là một sản phẩm của tập đoàn Omron, một trong những thương hiệu nổi tiếng trong lĩnh vực y tế và công nghiệp của Nhật Bản.
Các dòng PLC phổ biến của Omron như: CP1E, CP1L, CP2E, CP1H, CJ1 Series, CJ2 Series, CS1 Series, NX1 Series, NX1P Series, NJ Series.
Tìm hiểu thêm: Hướng dẫn cài đặt phần mềm lập trình PLC Omron - CX Programmer 9.7, tài liệu lập trình PLC Omron tiếng việt. {alertSuccess}
PLC Keyence - Nhật Bản.
PLC Keyence tiếp tục là một thương hiệu nổi tiếng đến từ Nhật Bản. Một đặc điểm mình khá thích ở PLC Keyence đó là phần mềm lập trình rất trực quan. Keyence có sự đồng nhất về phần mềm lập trình, tất cả các dòng PLC Keyence được lập trình với phần mềm KV Studio. PLC Keyence có giá thành khá cao.
Một số dòng PLC phổ biến của PLC Keyence như: KV-nano series, KV-700, KV-1000, KV-3000, KV-5000, KV-5500… KV-8000 Series.
PLC Schneider - Pháp
PLC Schneider là sản phẩm của Schneider Electric - Một thương hiệu của Pháp, được biết đến là một nhà sản xuất thiết bị điện, tự động hóa.
Các dòng PLC Schneider phổ biến như: Zelio Logic (Smart relays), Twido, Modicon M171/M172, Modicon M221, Modicon M238, Modicon M251, Modicon M258, Modicon MC80, Modicon TSX Micro, Preventa XPS MF
Ngoài các hãng PLC trên, trên thị trường Việt Nam chúng ta còn bắt gặp các hãng PLC khác như: PLC LS, PLC Panasonic, PLC Allen-Bradley, PLC ABB, PLC IDEC, PLC Honeywell, PLC Fatek, PLC Wecon, PLC Hitachi, PLC Fuji….
Như vậy, qua bài viết này FAVN TECH đã cùng các bạn tìm hiểu về PLC là gì và những điều cần biết khi các bạn tự học lập trình PLC.
Để được cập nhập về các bài viết mới nhất hoặc cần hỗ trợ về phần mềm, các bạn hãy để lại bình luận hoặc tham gia Group của FAVN TECH để được hỗ trợ sớm nhất.