Lập trình PLC là gì? Ứng dụng của lập trình PLC

Lập trình PLC (Programmable Logic Controller) đóng vai trò “bộ não” trong hệ thống tự động hóa. Nó thay thế cho các mạch điều khiển rơ le truyền thống, mang đến sự linh hoạt và chính xác. Trong bài viết này, cùng Techie tìm hiểu tổng quan về lập trình PLC: khái niệm và cơ chế hoạt động của nó.

Lập trình PLC là gì?

Lập trình PLC là việc tạo ra các chương trình điều khiển cho bộ điều khiển logic lập trình được. Lập trình PLC giám sát trạng thái của thiết bị đầu vào như tín hiệu từ công tắc đèn. Rồi sau đó đưa ra quyết định về trạng thái tiếp theo của thiết bị đầu ra như bật hoặc tắt đèn.

PLC thường được sử dụng để giám sát và báo cáo thiết bị. Bên cạnh đó, nó còn chẩn đoán lỗi trong các thiết bị phần cứng như máy móc và công cụ công nghiệp.

Lập trình PLC hoạt động như thế nào?

Lập trình PLC nhận thông tin từ các cảm biến hoặc thiết bị đầu vào được kết nối. Sau đó xử lý dữ liệu và kích hoạt đầu ra dựa trên các thông số được lập trình sẵn.

Tùy thuộc vào đầu vào và đầu ra, PLC có thể giám sát và ghi lại dữ liệu thời gian chạy. Ví dụ như tự động khởi động và dừng quy trình, tạo cảnh báo nếu máy gặp trục trặc… Bộ điều khiển logic khả trình là một giải pháp linh hoạt và mạnh mẽ, thích ứng với hầu hết mọi ứng dụng.

Các đơn vị PLC nhỏ gọn thường bao gồm CPU, đầu vào, đầu ra cùng một đơn vị. Trong hệ thống PLC mô-đun gắn trên giá mà nhiều cơ sở công nghiệp sử dụng, đầu vào và đầu ra của PLC được đặt cùng nhau trong mô-đun I/O, trong khi các hoạt động logic diễn ra trong một mô-đun CPU riêng biệt. Các mô-đun I/O có thể được đặt gần CPU nhưng chúng cũng có thể ở khá xa. Thậm chí đôi khi ở các tòa nhà khác nhau.

Lập trình PLC được sử dụng ở đâu?

Lập trình PLC được sử dụng cho nhiều quy trình máy tự động khác nhau. Ví dụ như điều khiển thang máy hoặc bật tắt công tắc đèn trong tòa nhà thông minh. PLC được sử dụng để giám sát camera an ninh và thiết bị cảnh báo tự động, đèn giao thông và các quy trình công nghiệp như cắt kính và giấy.

Lập trình PLC giám sát dữ liệu thời gian chạy như thời gian hoạt động và thống kê sử dụng. Nó cũng khởi động, dừng các quá trình và thông báo nếu máy gặp trục trặc.

Ngoài ra, PLC cũng được dùng trong lắp ráp sản phẩm, đóng gói, điều khiển chuyển động. Nó còn hỗ trợ kiểm soát hàng loạt, chẩn đoán cũng như các quy trình chế tạo robot.

Ưu điểm của lập trình PLC

• So với các hệ thống điều khiển logic truyền thống, PLC dễ xây dựng, bảo trì và sửa đổi hơn.
• Các thành phần PLC không yêu cầu nối dây phức tạp vì logic điều khiển được thực hiện bằng phần mềm nên có thể dễ dàng thực hiện các sửa đổi và cập nhật bằng cách tải lên chương trình logic bậc thang mới.
• Việc sửa đổi được thực hiện từ xa thay vì thủ công như hệ thống logic chuyển tiếp.
• Hệ thống PLC là mô-đun tương đối đơn giản. Vì chúng có thể được cài đặt trong các thiết lập vật lý khác nhau. Ngoài ra còn dễ dàng mở rộng với nhiều thiết bị đầu vào và đầu ra khác nhau.
• Chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt như lạnh và nóng cũng như điều kiện bụi bặm và ẩm ướt trong các nhà máy.
• Thời gian thực hiện PLC nhanh hơn các hệ thống điều khiển logic rơle có nhiều bộ phận cơ khí.

Nhược điểm của lập trình PLC

Bên cạnh các ưu điểm thì lập trình PLC vẫn tồn tại một vài nhược điểm:

• Mã lập trình phức tạp thường được quản lý tốt hơn bởi PC truyền thống. Vì chúng được điều khiển theo nhiệm vụ thay vì điều khiển theo sự kiện.
• Độ tin cậy cao nhưng các hệ thống sử dụng PLC thường cần màn hình ngoài. Giúp hiển thị dữ liệu theo cách thân thiện với người dùng.
• Khi bị hỏng, PLC có thể yêu cầu các chuyên gia PLC xử lý sự cố trên diện rộng.

Các yếu tố lựa chọn PLC

Nhiều yếu tố quan trọng cần cân nhắc khi mô hình PLC cho ứng dụng của bạn, bao gồm:

• Công suất điện: PLC có các yêu cầu điện áp khác nhau đối với nguồn điện của chúng. Vì vậy hãy kiểm tra để đảm bảo thiết bị tương thích với hệ thống điện.
• Tốc độ xử lý: Kiểm tra tốc độ CPU của mẫu PLC để xác định xem nó có đáp ứng nhu cầu ứng dụng của bạn không.
• Khả năng tương thích: Kiểu PLC phải tương thích với mọi phần cứng hệ thống mới hoặc hiện có, dù đó là bộ nguồn hay đường ray DIN.
• Khả năng chịu nhiệt độ: Hầu hết các PLC được thiết kế để vận hành an toàn trong khoảng từ 0 đến 60°C. PLC chuyên dụng hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt, phù hợp cho môi trường sản xuất bất thường.
• Bộ nhớ: PLC cần có đủ ROM và RAM thực thi các quy trình mà nó dự định tự động hóa. Bộ điều khiển dùng ROM lưu trữ hệ điều hành, lệnh; dùng RAM thực thi chức năng.
• Khả năng kết nối: Đảm bảo PLC của bạn có đủ cổng đầu vào và đầu ra, đồng thời đảm bảo nó có thể kết nối với loại thiết bị ngoại vi mà hệ thống của bạn yêu cầu.

Kết luận

Lập trình PLC đóng vai trò quan trọng, không thể thiếu trong tự động hóa công nghiệp. Ngôn ngữ lập trình đơn giản và mạnh mẽ, người lập trình PLC có thể điều khiển và giám sát các quy trình sản xuất một cách hiệu quả, linh hoạt.

>> Xem thêm: 5 phút tìm hiểu về lập trình bất đồng bộ