Trường đại học bách khoa hà nội Khoa đIện tử viễn thông
2
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PLC
1.1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LÀ GÌ :
Tổng quát , một hệ thống điều khiển là tập hợp những dụng cụ , thiết bị điện
tử , được dùng ở những hệ thống cần đảm bảo tính ổn định , sự chính xác , sự
chuyển đổi nhịp nhàng của một qui trình hoặc một hoạt động sản xuất . Nó thực
hiện bất cứ yêu cầu nào của dụng cụ , từ cung cấp năng lượng đến một thiết bị
bán dẫn . Với thành quả của sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thì việc
điều khiển những hệ thống phức tạp sẽ được thực hiện bởi một hệ thống điều
khiển tự động hoá hoàn toàn, đó là PLC , nó được sử dụng kết hợp với máy tính
chủ . Ngoài ra , nó còn giao diện để kết nối với các thiết bị khác ( như là : bảng
điều khiển, động cơ , contact , cuộn dây,.....) . Khả năng chuyển giao mạng của
PLC có thể cho phép chúng phối hợp xử lý, điều khiển những hệ thống lớn .
Ngoài ra , nó còn thể hiện sự linh hoạt cao trong việc phân loại các hệ thống điều
khiển. Mỗi một bộ phận trong hệ thống điều khiển đóng một vai trò rất quan
trọng. Từ hình 1.1 ta thấy: PLC sẽ không nhận biết được điều gì nếu nó không
được kết nối với các thiết bị cảm ứng . Nó cũng không cho phép bất kỳ các máy
móc nào hoạt động nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với động cơ. Và tất
nhiên , vùng máy chủ phải là nơi liên kết các hoạt động của một vùng sản xuất
riêng biệt.
Hình 1.1 Hệ thống điều khiển PLC
Hiển
thị
Cơ cấu
Chấp
hành
plc
Cảm biến xử lý
Điều khiển
Trường đại học bách khoa hà nội Khoa đIện tử viễn thông
3
1.2 VAI TRÒ CỦA PLC.
Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC được xem như là trái tim của hệ
thống điều khiển . Với một chương trình ứng dụng (đã được lưu trữ bên trong bộ
nhớ của PLC ) thì PLC liên tục kiểm tra trạng thái của hệ thống , bao gồm: kiểm
tra tín hiệu phản hồi từ các thiết bị nhập, dựa vào chương trình logic để xử lý tín
hiệu và mang các tín hiệu điều khiển ra thiết bị xuất.
PLC được dùng để điều khiển thống từ đơn giản đến phức tạp. Hoặc ta có
thể kết hợp chúng với nhau thành một mạng truyền thông có thể điều khiển một
quá trình phức hợp .
1.3 CÁC THIẾT BỊ NHẬP VÀ XUẤT DÙNG TRONG PLC
1.3.1 Các thiết bị nhập
Sự thông minh của một hệ thống tự động hoá phụ thuộc vào khả năng đọc tín
hiệu từ các cảm biến tự động của PLC.
Hình thức giao diện cơ bản giữa PLC và các thiết bị nhập là: nút ấn, cầu dao
phím ,.....Ngoài ra PLC còn nhận được tín hiệu từ các thiết bị nhận dạng tự động
như: công tắc trạng thái , công tắc giới hạn ,cảm biến quang điện, cảm biến cấp
độ ,.....Các loại tín hiệu nhập đến PLC phải là trạng thái logic ON/OFF hoặc tín
hiệu Analog. Những tín hiệu ngõ vào này được giao tiếp với PLC qua các modul
nhập.
Trường đại học bách khoa hà nội Khoa đIện tử viễn thông
4
1.3.2 CÁC THIẾT BỊ XUẤT
Trong một hệ thống tự động hoá, thiết bị xuất cũng là một yếu tố rất quan
trọng . Nếu ngõ ra của PLC không được kết nối với thiết bị xuất thì hầu như hệ
thống sẽ bị tê liệt hoàn toàn . Các thiết bị xuất thông thường là: động cơ , cuộn
dây nam châm , relay, chuông báo,.....Thông qua hoạt động của motor, các cuộn
dây, PLC có thể điều khiển một hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Các loại thiết
bị xuất là một phần kết cấu của hệ thống tự động hoá và vì thế nó ảnh hưởng trực
tiếp vào hiệu suất của hệ thống.
Tuy nhiên , các thiết bị khác như là : đèn pilot ,còi và các báo động chỉ cho
biết các mục đích như: báo cho chúng ta biết giao diện tín hiệu ngõ vào , các thiết
bị ngõ ra được giao tiếp với PLC qua miền rộng của modul ngõ ra PLC.
Trường đại học bách khoa hà nội Khoa đIện tử viễn thông
5
1.4 BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ĐƯỢC PLC LÀ GÌ ?
PLC là bộ điều khiển logic theo chương trình bao gồm : bộ xử lý trung tâm
gọi là CPU (Central Procesing Unit ) chứa trương chình ứng dụng và các modul
giao diện nhập xuất . Nó được nối trực tiếp đến các thiết bị I/O. Vì thế, khi tín
hiệu nhập, CPU sẽ xử lý tín hiệu và gởi tín hiệu đến thiết bị xuất.
Bus
Lựa chọn Lựa chọn
I/O Tín hiệu điều khiển I/O
RF
Tín hiệu đIều khiển
Dữ liệu vào Dữ liệu ra
Khôí
đầu
vào
LU
RAM
G1
En
1D
C1
En
G1
RAM
Khối
đầu
ra
Trường đại học bách khoa hà nội Khoa đIện tử viễn thông
6
Hình 1.2 Cấu trúc phần cứng của PLC với các khối nhớ vào và
ra
1.5 SO SÁNH PLC VỚI CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN THÔNG THƯỜNG
KHÁC
Hiện nay, các hệ thống điều khiển bằng PLC đang dần dần thay thế cho các
hệ thống điều khiển bằng relay ,contactor thông thường . Ta hãy thử so sánh ưu
khuyết điểm của hai hệ thống trên:
³ Hệ thống điều khiển thông thường :
• Thô kệch do có quá nhiều dây dẫn trên bảng điều khiển.
• Tốn khá nhiều thời gian cho việc thiết kế ,lắp đặt.
• Tốc độ hoạt động chậm.
• Công suất tiêu thụ lớn .
• Mỗi lần muốn thay đổi chương trình thì phải lắp đặt lại toàn bộ, tốn nhiều
thời gian.
• Khó bảo quản và sửa chữa.
Hệ thống điều khiển bằng PLC:
• Những dây kết nối trong hệ thống giảm được 80% nên nhỏ gọn hơn.
• Công suất tiêu thụ ít hơn.
• Sự thay đổi các ngõ vào , ra và điều khiển hệ thống trở nên dễ dàng hơn
nhờ phần mền điều khiển bằng máy tính hay trên console.
• Tốc độ hoạt động của hệ thống nhanh hơn.
• Bảo trì hệ thống và sửa chữa dễ dàng.
• Độ bền và tin cậy vận hành cao.
• Giá thành của hệ thống giảm khi số tiếp điểm tăng.
• Có thiết bị chống nhiễu.