Bài giảng Điều khiển lập trình PLC: Chương 4 - Lập trình ứng dụng nâng cao với PLC

Sự phát triển nhanh chóng của tự động hóa công nghiệp đòi hỏi các hệ thống điều khiển mạnh mẽ và chính xác, có khả năng quản lý các quy trình tốc độ cao. Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) đóng vai trò trung tâm trong các hệ thống này, và các chức năng nâng cao của chúng, đặc biệt là liên quan đến các hoạt động vào/ra tốc độ cao, là rất quan trọng đối với các ứng dụng công nghiệp hiện đại. Chương này đi sâu vào những chi tiết phức tạp của lập trình ứng dụng nâng cao với PLC, tập trung vào các kỹ thuật thiết yếu để đọc và phát xung tốc độ cao. Việc nắm vững các khả năng này là tối cần thiết cho các kỹ sư và kỹ thuật viên để triển khai các giải pháp điều khiển hiệu quả và chính xác, đảm bảo hiệu suất tối ưu trong các môi trường công nghiệp đòi hỏi khắt khe.

Sinh viên kỹ thuật, kỹ sư tự động hóa, kỹ thuật viên PLC và những người lập trình PLC muốn nâng cao kiến thức về các chức năng vào/ra tốc độ cao trong hệ thống điều khiển công nghiệp sử dụng PLC Siemens S7-1200.

Chương này cung cấp hướng dẫn toàn diện về lập trình ứng dụng nâng cao với PLC, đặc biệt đề cập đến các chức năng vào và ra tốc độ cao quan trọng cho tự động hóa công nghiệp hiện đại. Nội dung bắt đầu bằng việc trình bày chi tiết cách đọc xung tốc độ cao sử dụng Bộ đếm tốc độ cao (HSC) trong môi trường PLC. Văn bản phân biệt HSC với các bộ đếm tiêu chuẩn (CTU, CTD, CTUD) dựa trên yêu cầu tốc độ thực thi và giới thiệu lệnh `CTRL_HSC` để cấu hình và sửa đổi các tham số HSC. Các chế độ đếm HSC khác nhau, như Single-phase (điều hướng nội bộ/bên ngoài), 2-phase và A/B Quadrature, được khám phá, cùng với tần số xung tối đa của chúng trên các mẫu CPU S7-1200 (ví dụ: 1211C, 1212C, 1214C, 1215C, 1217C) và các bảng tín hiệu (SB 1221, SB 1223). Tài liệu cũng phác thảo các chức năng HSC bổ sung như đo tần số và chế độ Axis, cung cấp định nghĩa tín hiệu đầu vào cho từng loại đếm. Sau đó, chương chuyển sang phần phát xung tốc độ cao, tập trung vào Điều chế độ rộng xung (PWM) và Đầu ra chuỗi xung (PTO). Nó giải thích cách CPU S7-1200 có thể tạo ra các tín hiệu PWM với chu kỳ nhiệm vụ điều chỉnh được, minh họa ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực như điều khiển động cơ và điều khiển vị trí chính xác cho các van tỷ lệ. Tính sẵn có của nhiều kênh đầu ra xung trên cả CPU on-board và bảng tín hiệu được thảo luận, nhấn mạnh tính linh hoạt trong việc gán các chức năng PWM hoặc PTO. Lệnh `CTRL_PWM` được giới thiệu như công cụ chính để tạo PWM liên tục, làm nổi bật các tham số và cân nhắc vận hành của nó, bao gồm điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ và ảnh hưởng của phiên bản firmware CPU cũng như TIA Portal đến việc thao tác thời gian chu kỳ. Cuối cùng, các bước cấu hình phần cứng để kích hoạt chức năng phát xung và tần số đầu ra tối đa cho các cấu hình CPU và SB khác nhau được cung cấp, mang đến những hiểu biết thực tế để triển khai các chiến lược điều khiển nâng cao.